Les avancées technologiques révolutionnent l’étude des océans
Une vague d’innovations en océanographie a permis de percer les mystères des profondeurs marines, offrant aux scientifiques la possibilité d’explorer les impacts majeurs des activités humaines et du changement climatique sur les écosystèmes marins. Ces observations fournissent également des informations précieuses sur les effets de la pollution, les variations des courants marins, le comportement de la faune aquatique, ainsi que l’emplacement de ressources inexploitées. Voici six développements remarquables dans la manière dont nous étudions l’océan.
1. Jumeaux numériques 3D photoréalistes
En avril 2024, la Grande Barrière de Corail en Australie a subi un blanchissement sans précédent affectant 73 % du parc observé, événement attribué au changement climatique. Malgré cela, la Grande Barrière continue de jouer un rôle économique, culturel et environnemental, étant un habitat pour des espèces marines menacées.
Désormais, les chercheurs utilisent l’intelligence artificielle (IA) pour créer en temps réel des jumeaux numériques 3D photoréalistes de sections de coraux. Grâce à la photogrammétrie, les images sont produites et traitées par des superordinateurs. Les scientifiques peuvent alors modéliser l’impact du changement climatique sur la structure des récifs, facilitant ainsi une meilleure prise de décision concernant les approches de restauration.
2. Surveillance acoustique sous-marine
La pollution sonore marine a connu une augmentation dramatique en raison des activités humaines telles que le transport maritime, l’utilisation du sonar militaire et l’exploration énergétique. Ce bruit nuit aux espèces marines, provoquant des pertes auditives, un stress aigu, ainsi que des migrations et des perturbations dans leurs comportements de communication, de reproduction et d’alimentation.
La surveillance acoustique est une innovation clé en océanographie, aidant les scientifiques à mieux comprendre les populations marines. Par exemple, l’Initiative des Observatoires Océaniques utilise des hydrophones pour étudier les appels des baleines à fanons. L’un des appels les plus fréquents dure une seconde et a une fréquence de 20 hertz, fournissant des indices sur leurs schémas de migration et de communication.
3. Télémétrie animale
La télémétrie animale consiste à marquer la faune marine avec des capteurs de suivi électronique, permettant d’éclairer les interactions entre différentes espèces et leur environnement. Cela fournit des informations sur comment le changement climatique et la pollution affectent les requins, les tortues, les baleines, les phoques et d’autres animaux marins.
Les données collectées informent directement les agences gouvernementales et les scientifiques en conservation sur l’évolution des milieux marins et des comportements des espèces, incitant à des changements réglementaires significatifs. Ces cadres politiques pourraient contribuer à prévenir la surpêche ou à améliorer la protection des zones sensibles.
4. Robots sous-marins autonomes alimentés par IA
Le fond marin est sombre et vaste, comme en témoigne la fosse des Mariannes dans le Pacifique, qui atteint environ 10 928 mètres de profondeur, faisant d’elle la partie la plus profonde de la mer. À ces profondeurs, 91 % des espèces marines restent encore à découvrir, mais elles offrent une compréhension précieuse des transformations géologiques de la Terre, de l’évolution, des chaînes alimentaires complexes et de l’adaptation de la vie à des conditions extrêmes.
Les derniers robots sous-marins autonomes, équipés de technologie IA, peuvent résister à des environnements difficiles, tels que des températures extrêmes, des pressions élevées et des gaz toxiques sous-marins. Récemment, des scientifiques ont déployé un robot sous-marin autonome au large de Santorin, qui a étudié le volcan sous-marin Kolumbo, échantillonnant des organismes marins inaccessibles aux plongeurs.
5. Bouées de surface
Les bouées de surface dotées de balises GPS ne sont pas une nouvelle technologie d’océanographie. Elles sont utilisées depuis longtemps pour étudier les courants océaniques et la montée du niveau de la mer. Plus les mesures sont précises, plus les scientifiques peuvent prédire les conditions météorologiques, évaluer l’étendue des marées noires et surveiller le transfert d’énergie dans l’océan.
Pour améliorer la précision, les chercheurs du Massachusetts Institute of Technology ont intégré l’apprentissage automatique. Les nouveaux modèles sont relativement faciles à déployer tout en fournissant des prévisions plus claires concernant les courants océaniques.
Les données des bouées permettent aux océanographes de surveiller le carbone, les plastiques, le pétrole et la biomasse, comme les algues sargasses. Actuellement, les côtes des Caraïbes, du Golfe du Mexique et de la Floride souffrent de proliférations de sargasses, pouvant avoir des effets dévastateurs sur les écosystèmes marins, la faune et la santé publique.
6. Océanographie par satellite
L’imagerie satellite est essentielle en océanographie, permettant l’étude aérienne à distance des changements océaniques. Les scientifiques utilisent ces données pour surveiller la santé des récifs coralliens, les marées noires, les variations de température de surface et les proliférations d’algues nocives.
Environ 200 des 5 000 phytoplanctons marins sont toxiques pour les systèmes naturels et humains. Des explorateurs espagnols du 16ème siècle avaient décrit les floraisons algales sous le terme « eau rouge », sachant que de nombreux marins avaient perdu la vie après avoir consommé des fruits de mer contaminés. Étant donné que 3,3 milliards de personnes consomment du poisson comme source de protéines vitale, les floraisons algales représentent un danger considérable.
Les données satellites montrent une expansion mondiale des floraisons algales de 3,97 millions de kilomètres carrés entre 2003 et 2020, avec une médiane de 4,3 floraisons par an durant deux décennies.
Technologie océanographique et santé des océans
Les innovations de pointe en océanographie ont permis d’approfondir nos études sur les dommages causés par l’homme et la nature aux océans et sur les conséquences potentielles. Avec l’avancement technologique et l’intégration de l’IA et de l’apprentissage automatique, les scientifiques bénéficient d’une approche plus claire pour améliorer la santé marine.