Le village de Hsiao-lin à Taïwan, avant et après un glissement de terrain dû au typhon Marikot. Photo Université de Rennes

Le réchauffement climatique et l'augmentation des séismes pourraient bien avoir un lien indirect de cause à effet. Selon les résultats d'une étude récente du CNRS, l'érosion et la sédimentation pourraient déclencher des séismes superficiels -inférieurs à cinq kilomètres de profondeur- et favoriser la propagation de grands séismes profonds jusqu'à la surface. Or, selon le Giec, le changement clmatique accroit l'amplitude des phénomènes météorologiques extrêmes, tels les cyclones et les typhons.

La tectonique des plaques n'est pas la seule responsable des séismes

Alors que la tectonique des plaques était généralement considérée comme le seul mécanisme capable d'influencer durablement l'activité des failles, les processus de surface augmenteraient aussi les contraintes que subissent les failles actives, comme celles situées à Taïwan, une des zones les plus sismiques au monde. C'est ce que viennent de démontrer des chercheurs des laboratoires de Géosciences Rennes (CNRS/Université de Rennes 1,  deGéosciences Montpellier (CNRS/Université de Montpellier 2) et de l'Institut de physique du globe de Paris (CNRS/IPGP/Université Paris Diderot) en collaboration avec un scientifique taiwanais. Les travaux ont été publiés dans "Nature Communications",  le 21 novembre 2014.

Comme les séismes, les événements climatiques extrêmes perturbent rapidement et fortement la surface de la terre

Au cours des dernières décennies, de nombreux travaux se sont intéressés à l'évolution des paysages des chaînes de montagne aux échelles de temps géologiques (1 à 100 millions d'années). Objectif : mieux comprendre la dynamique et les relations entre les processus d'érosion, de sédimentation ou de déformation tectonique. Des travaux récents ont démontré que la surface de la Terre pouvait changer très fortement en seulement quelques jours, mois ou années, par exemple lors de typhons ou de séismes de fortes magnitudes. Ces événements génèrent de nombreux glissements de terrain et un transport sédimentaire accru dans les rivières, comme ce fut le cas en 2009 lors du passage à Taïwan du typhon Morakot qui a entrainé une érosion brutale des paysages.

L'érosion peut déclencher des séismes

Ces changements rapides de la forme de la surface de la Terre modifient à leur tour l'équilibre des forces en profondeur à l'emplacement des failles actives. Ainsi, à Taïwan, où les taux d'érosion et de déformation sont parmi les plus élevés au monde, les chercheurs ont mis en évidence que les taux d'érosion de l'ordre de 0,1 à 20 millimètres annuels peuvent induire une augmentation, de l'ordre de 0,1 à 10 bar, des contraintes subies par les failles situées à proximité. Ces forces sont probablement suffisantes pour déclencher des séismes superficiels (jusqu'à cinq kilomètres de profondeur) ou pour favoriser la propagation des séismes profonds.

Obtenue grâce à une analyse des relations entre processus de surface et déformation active de la Terre en temps quasi-réel, cette étude offre de nouvelles perspectives pour la compréhension des mécanismes déclencheurs des séismes. Et celle des conséquences du changement climatique.

Cathy Lafon

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• Pour lire l'étude "Erosion influences the seismicity of active thrust faults", Steer, P., Simoes, M., Cattin, R. et Shyu, J. B. H., Nature Communications, 21 novembre 2014, cliquer ICI 

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• Les articles de Ma planète sur le changement climatique : cliquer ICI

De la bouillie bordelaise, du DDT, du glyphosate... Depuis des décennies, la France, aujourdhui le 1er pays consommateur de pesticides en Europe, utilise à forte dose les produits chimiques dans ses champs. La vigne, notamment, représente 3% des terres agricoles nationales mais consomme environ 15% des pesticides commercialisés sur notre territoire. Avec les conséquences pour la santé des consommateurs et des agriculteurs que l'on connaît. Ce que l'on sait moins, c'est que longtemps après leur interdiction, les pesticides restent dans l'environnement et peuvent ressurgir, comme vient de le mettre en évidence une étude conduite par le CNRS en Savoie, sur leurs effets à long terme dans le domaine viticole.

Enregistrements environnementaux

Pour les scientifiques, les carottes de sédiments constituent de véritables enregistrements environnementaux précieux pour comprendre l'état des environnements passés. En effet, ces archives sédimentaires renseignent sur les climats ou sur le type de végétation du passé mais aussi, et c’est le cas dans cette étude, sur les épandages de pesticides dans les champs au fil du temps. Grâce à l'analyse de  prélèvements effectués dans les sols d'un lac, en Savoie, une équipe de 12 chercheurs français du CNRS conduite par le laboratoire Environnements, dynamiques et territoires de montagne (EDYTEM), a retrouvé les périodes d'utilisation d'une large variété de pesticides sur des décennies. Publiés le 13 octobre dernier, les résultats comportent une surprise de taille : le DDT, un insecticide banni en1972, a réapparu depuis les années 90...

La mémoire infaillible du sol

Pour analyser l'évolution de la présence des pesticides dans les sols et leur effet à long terme dans le domaine viticole, les chercheurs ont effectué des prélèvements en décembre 2011 au fond du lac de Saint-André à 10 km au sud de Chambéry. Trois carottes d'1 m de long ont permis de remonter un siècle en arrière, à une époque où les pesticides n'étaient pas encore utilisés dans les vignes cultivées sur le bassin versant. Cette rétro-analyse inédite a permis de retrouver les preuves de l'utilisation de la bouillie bordelaise pour lutter contre le mildiou dans les échantillons datant de la fin du 19e siècle. Des traces de captane (un fongicide) ont été identifiées à partir des années 60. Quant à l'atrazine, interdit en France depuis 2003 en raison de sa toxicité, il a été identifié dans les sédiments déposés dans les années 60 et 70. Au total, ce sont 12 pesticides (5 fongicides, 4 insecticides et 3 herbicides) qui ont été révélés et leurs périodes d'utilisation datées.

Les herbicides et le labour intense accroissent l'érosion

Parallèlement, les chercheurs ont aussi observé que les apports en sédiments dans le lac avaient doublé au début des années 70 et au début des années 90, indiquant une érosion plus importante des sols du bassin versant durant ces périodes. Des augmentations majeures concomitantes, selon eux, avec la généralisation de nouvelles pratiques agricoles. En cause, selon les chercheurs, "la mécanisation et l'apparition des premiers herbicides totaux dans les années 70 ou encore l'utilisation d'herbicides totaux à base de glyphosate dans les années 90." "En empêchant la croissance de l'herbe entre les rangées de vigne, les herbicides totaux, laissent le sol nu, exposé à la pluie et donc à l'érosion", explique Pierre Sabatier (photo ci-contre), auteur principal de l'étude et chercheur du CNRS à l'EDYTEM.

L'érosion des sols "ressuscite" le DDT

Mais ce qui a surtout surpris les scientifiques, c'est de retrouver à partir des années 90, des traces de DDT, un insecticide interdit en France depuis 1972. "Le DDT est une molécule très persistante dans l'environnement. Stocké dans les sols, nous pensons qu'il a été remobilisé par l'érosion plus importante induite par l’utilisation de ces herbicides totaux", souligne Pierre Sabatier. Une nouvelle preuve, s'il en fallait encore, de l'impact sur le long terme pour la planète de toutes les atteintes portées par les activités humaines à l'environnement.

La bonne nouvelle, c'est que les chercheurs ont également pu observer une chute importante des apports en sédiments et des concentrations en pesticides dans le lac au cours des dernières années. Est-ce l'effet des récentes régulations françaises et européennes pour limiter l'utilisation des pesticides ? De nouvelles carottes seront à analyser pour confirmer cette tendance. A suivre...

Cathy Lafon

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• Lire l'étude sur les périodes d'utilisation des pesticides et leur lien avec l'érosion des sols : cliquer ICI
  
• Le site du  laboratoire Environnements, dynamiques et territoires de la montagne (EDYTEM) - CNRS / Université de Savoie : cliquer ICI

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• Les articles de Ma planète sur les pesticides: cliquer ICI

Le rover camouflé par le poussin de manchot empereur approche un adulte avec son poussin, qui tous deux tentent de communiquer par des vocalisations. Photo Frederique Olivier/John Downer Productions

Un poussin manchot en peluche monté sur quatre roues au milieu d'une colonie de manchots ? Non vous ne rêvez pas et non, ce n'est pas un jouet téléguidé égaré sur la banquise. Il s'agit d'un véritable outil scientifique, appelé aussi rover, mis au point par des chercheurs français du CNRS, pour étudier ces animaux menacés sans les stresser inutilement.

Comment ça marche ?

Pour suivre la reproduction et la survie des manchots, les scientifiques doivent les marquer individuellement. L'anatomie de leurs pattes ne permettant pas le baguage, comme c’est le cas pour la plupart des autres oiseaux, la solution utilisée est celle du transpondeur - une « étiquette » électronique de moins d’1 gramme -  introduit avec un pistolet de type vaccination sous la peau. Les manchots étudiés sont donc porteurs d’une étiquette d’identification électronique lisible par un lecteur RFID, qui peut être manuel ou embarqué sur un robot télécommandé. Lorsque les manchots sont approchés par le robot, ils n’ont pas le niveau de stress élevé (caractérisé par une forte augmentation de la fréquence cardiaque et un comportement de fuite) observé en présence d’un humain. Cette méthode permet donc de collecter des données scientifiques de qualité, car non biaisées par la présence humaine comme viennent de le démontrer des chercheurs de l’Institut pluridisciplinaire Hubert Curien - IPHC (CNRS/Université de Strasbourg) et du Centre scientifique de Monaco, dans une étude conduite par le spécialiste des manchots Yvon le Maho, publiée sur le site de Nature Methods, le 2 novembre 2014.

Pourquoi étudier les manchots ?

L’un des grands enjeux scientifiques actuels est l’impact du changement climatique sur la biodiversité. Dans un contexte de développement durable, les chercheurs s’interroge notamment sur la façon dont les ressources marines vont être affectées par le réchauffement de manière à éviter également une surexploitation de ces ressources par l’homme. Or les manchots sont de bons indicateurs écologiques de l'état de santé des ressources marines de l'océan Austral : étudier leur reproduction et leur survie permet donc de mieux aux scientifiques connaître l'impact du changement climatique sur la biodiversité. 

Un poussin robot admis à la crèche des manchots empereurs

Les investigations ont été menées dans la colonie de manchots empereurs qui se trouve à proximité de la base française Dumont d’Urville, en Terre-Adélie. Des poussins en « tortue » ont même laissé le robot surmonté du faux poussin s’introduire dans leur crèche... (photo ci-contre).  Les rovers pourraient également être utilisés pour l'identification électronique de mammifères marins, comme les éléphants de mer, soulignent les chercheurs.

A quand un ourson Paddington sur quatre roues pour étudier l'ours des Pyrénées françaises sans le stresser ?

Cathy Lafon

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• Lire la communication du  CNRS sur les robots poussins manchots  : cliquer ICI
• Lire l'étude  :  "Rovers to minimize human disturbance in research on wild animals", Nature Methods, 2 novembre 2014 : cliquer ICI
• La reproduction d’une colonie de manchots Adélie anéantie par de mauvaises conditions climatiques, CNRS (octobre 2014) : cliquer ICI
• Le manchot empereur, une espèce gravement menacée par le changement climatique, CNRS (juillet 2014) : cliquer ICI 

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• Les articles de Ma planète sur le réchauffement climatique : cliquer ICI
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