Asphyxie d’espèces marines, compression des habitats, augmentation de la température de l’eau, le Saint-Laurent n’est pas un long fleuve tranquille. Des scientifiques de l’Université McGill de Montréal, de l’Université du Québec à Rimouski et de l’Institut Maurice-Lamontagne de Mont-Joli sont alarmés par la baisse drastique de la concentration d’oxygène dissous dans les eaux fluviales, un phénomène qui aura des effets sur toutes les espèces marines qui ont besoin d’oxygène pour survivre.

La concentration en oxygène dissous est passée de 60 µM*, ou 17 % de saturation en 2019, à 35 µM, ou environ 10 % en 2020. Une diminution de près de la moitié en seulement un an. «Depuis les 20 dernières années, c’était relativement stable. En 2019 et 2020, ça a chuté soudainement et vraiment rapidement. On ne s’y attendait pas», explique la doctorante en océanographie physique et biogéochimique à l’Université McGill, Mathilde Jutras. Dans les années 1930, la concentration en oxygène dissous dans les eaux profondes du fleuve était d’environ 125 µM, soit 38 % de saturation.

À moins de 60 µM, les eaux sont considérées comme hypoxiques, c’est-à-dire que la concentration d’oxygène dissous qu’elles contiennent commence à avoir des effets néfastes sur les espèces marines, surtout si ces dernières y sont exposées à long terme.

«Étant donné que ça leur demande plus d’énergie pour respirer, elles vont pouvoir mettre moins d’énergie dans d’autres activités comme se reproduire ou essayer de trouver de la nourriture. Éventuellement, ça peut être fatal», ajoute Mme Jutras.

L’oxygène est essentiel pour tous les organismes, rappelle le chercheur Michel Starr de Pêches et Océans Canada (Institut Maurice-Lamontagne), spécialisé en chimie des océans. Des mesures réalisées au début du mois d’aout au milieu du fleuve, face à Rimouski, ont indiqué une saturation de 9 % en oxygène dissous. «Ça chute d’année en année, on bat des records historiques, c’est assez alarmant», renchérit M. Starr. Ces baisses de concentration en oxygène dissous sont aussi répertoriées par les équipes de Gwénaëlle Chaillou, professeure en océanographie à l'Institut des sciences de la mer (ISMER) de l'Université du Québec à Rimouski. Chaque fois que les mesures sont prises, la concentration en oxygène atteint un nouveau creux jamais vu, précise-t-elle.

Le seuil de saturation d’oxygène dissous qui affecte la biodiversité marine se situe autour de 30 %. Le seuil létal pour la morue est d’environ 22 %. «Elle meurt asphyxiée presque instantanément. Même s’il y avait un baby-boom de morues dans le golfe du Saint-Laurent, il ne pourrait pas y en avoir comme par le passé dans ces conditions-là», explique M. Starr.

La situation est aussi critique pour le flétan du Groenland, dont le seuil létal est de 9 % de concentration d’oxygène dissous pour les adultes. La crevette a dû se déplacer dans la colonne d’eau et remonter pour vivre entre 100 et 200 mètres de profondeur, où les concentrations en oxygène sont plus favorables. «Elle se ramasse vis-à-vis le sébaste, qui est l’un de ses prédateurs. On observe une compression des habitats», ajoute le chercheur de l’Institut Maurice-Lamontagne. Ce ne sont que quelques exemples d’espèces pour lesquelles les scientifiques sonnent l’alarme.

EXPANSION DE LA ZONE HYPOXIQUE

En moins de 20 ans, l’étendue de la zone hypoxique du fleuve Saint-Laurent s’est multipliée par sept. Elle est passée de 1 300 kilomètres carrés en 2003 à 9 400 kilomètres carrés en 2021. Cette zone s’étend maintenant bien à l’ouest du golfe Saint-Laurent, et jusqu’à la pointe de Gaspé. Des eaux hypoxiques ont aussi été répertoriées près du chenal d’Anticosti et du chenal d’Esquiman (entre Terre-Neuve et le Labrador). Elles créent un important stress pour les écosystèmes marins en raison de la compression des habitats. Les échantillonnages sont réalisés tout le long de l’estuaire du Saint-Laurent, entre Québec et Anticosti.

«Quand on a vu l’expansion de la zone hypoxique, tout le monde était ébranlé. Émotivement, c’était un choc. Après, on peut le publier et ça nous fait une façon d’en parler et que les gens nous écoutent. En même temps, on aimerait mieux ne pas avoir à sortir ce genre de nouvelle. Ça va clairement avoir des impacts vraiment importants sur les écosystèmes de l’estuaire et du golfe Saint-Laurent», se désole Mathilde Jutras.

CAUSES DE L’APPAUVRISSEMENT EN OXYGÈNE

Deux causes principales peuvent expliquer cet appauvrissement en oxygène dans le fleuve Saint-Laurent. Le premier, l’eutrophisation, est un phénomène par lequel un milieu aquatique s’enrichit de nutriments, comme le phosphore et l’azote. Ils proviennent principalement de l’agriculture et de rejets d’eaux usées. Ils agissent comme un fertilisant pour les algues. Ces nutriments se retrouvent dans les rivières et ruissellent jusque dans l’estuaire. Les organismes qui décomposent les matières organiques au fond de l’eau consomment l’oxygène disponible en profondeur, ce qui contribue à créer des conditions hypoxiques.

«Là, j’ai l’impression qu’on a un certain contrôle. Au Québec, on pourrait décider de mettre des règlementations plus strictes sur les eaux usées et sur la quantité de fertilisants qu’on utilise pour essayer de régler ce problème-là», souligne Mathilde Jutras.

Depuis quelques années, les eaux froides et riches en oxygène du Courant du Labrador provenant de l’Arctique et entrant dans le golfe du Saint-Laurent sont remplacées majoritairement par les eaux chaudes du Gulf Stream, qui contiennent moins d’oxygène. Ce courant océanique prend sa source entre la Floride et les Bahamas et se dirige vers le nord, près de la côte est des États-Unis.

La température des eaux profondes du fleuve a augmenté au cours des dernières années, passant de 3 degrés Celsius en 1930 à 7 degrés Celsius en 2020. Un écart d’un degré complet a été répertorié entre 2019 et 2020. Michel Starr rappelle que les entrées d’eaux plus chaudes favorisent la croissance des bactéries, qui consomment davantage d’oxygène.

«Nos analyses ont montré que soudainement, beaucoup plus d’eaux du Gulf Stream sont entrées. Ça veut dire que c’est relié à un changement dans les courants dans l’Atlantique Nord. En même temps qu’on a la baisse d’oxygène, on a aussi cette augmentation de température-là», ajoute Mathilde Jutras. Les eaux profondes mettent environ quatre ans pour passer de l’Atlantique à Tadoussac, où elles sont réoxygénées au contact de l’atmosphère.

«C’est alarmant parce qu’on ne peut pas y faire grand-chose. La hausse des températures est liée à un changement physique. C’est invisible à l’œil nu. Au-dessus de l’eau, les activités se poursuivent, il y a de la circulation maritime. Sous 100 mètres de profondeur, la zone est de plus en plus dépourvue d’oxygène», constate Gwénaëlle Chaillou de l’ISMER.

La modification de la trajectoire du Gulf Stream s’explique en partie par les changements climatiques. D’autres recherches scientifiques sont présentement menées afin de mieux comprendre ce phénomène. Michel Starr explique que l’Institut Maurice-Lamontagne travaille présentement avec le gouvernement du Québec afin de mieux réguler les eaux usées dans la province. Une solution qui permettrait d’enrayer une partie du problème, alors que les changements, eux, sont déjà bien enclenchés.

*Il s’agit d’une unité de mesure de la concentration en oxygène dissous dans l’eau, exprimée en micromole par litre.

Il est possible de consulter l'article scientifique concernant l'hypoxie des eaux profondes du fleuve Saint-Laurent des auteurs Mathilde Jutras, Alfonso Mucci, Gwenaëlle Chaillou, William A. Nesbitt, and Douglas W. R. Wallace en suivant ce lien (référence en anglais) : https://bg.copernicus.org/articles/20/839/2023/