La mer Baltique manque d'air sous la quille: Pourquoi elle s'essouffle en profondeur ?

La probabilité d'un afflux massif d'oxygène dans la mer Baltique était de 80 pour cent début 2026. Le Dr Michael Naumann du Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) explique pourquoi cela ne s'est pas produit. Un aperçu des processus invisibles qui se déroulent dans les profondeurs de la mer Baltique.

Au début de l'année, les médias ont annoncé qu'un grand remplacement de l'oxygène était imminent dans la mer Baltique. De quoi s'agit-il ?

Cet hiver, beaucoup d'eau s'est écoulée de la mer Baltique. Cela signifie que les vents d'est ont poussé de l'eau de la Baltique pauvre en oxygène dans l'Atlantique pendant une longue période. C'est pourquoi, le 5 février, nous avons eu étiage historique. Moins 67 centimètres par rapport au niveau moyen des eaux, c'est un minimum historique. En fait, c'est la situation de départ parfaite pour que de l'eau oxygénée et plus salée puisse ensuite affluer de l'Atlantique Nord.

Compte tenu des données relatives à des scénarios d'afflux similaires dans le passé, la probabilité d'un afflux important d'eau salée était estimée à 80 pour cent. Les afflux d'eau salée en provenance de la mer du Nord fournissent à leur tour de l'oxygène, qui est ensuite acheminé principalement vers les régions plus profondes de la mer Baltique. L'eau salée est en fait le transporteur de l'oxygène de l'Atlantique Nord vers les eaux profondes de la mer Baltique.

Que pouvez-vous nous dire maintenant, y a-t-il eu un afflux important d'oxygène ?

Non ! Nous pouvons clairement le constater à partir de nos données. Nous avons effectivement eu un petit afflux. De petites quantités d'eau oxygénée à forte salinité sont arrivées par l'Öresund dans la mer d'Arkona, au nord-est de Rügen. Mais c'était malheureusement loin d'être un volume d'eau suffisant pour un événement majeur, mais plutôt un afflux d'eau salée d'intensité faible à moyenne. Dans les semaines à venir, il sera intéressant d'observer si l'eau d'entrée peut pénétrer jusqu'aux régions plus orientales de la mer Baltique.

Qu'est-ce qui a fait que cela n'a pas marché ?

Plusieurs facteurs entrent en jeu. Fondamentalement, on peut dire que c'est l'absence de vent d'ouest qui a fait défaut. Après avoir eu ce fort vent d'est en janvier et février, la situation météorologique s'est calmée. Il aurait été normal que nous ayons nos 3 à 5 degrés typiques du nord de l'Allemagne, un froid humide et du vent. Ce type de temps se produit souvent lorsque des dépressions en provenance de l'Atlantique Nord traversent l'Europe du Nord et créent un vent d'ouest. En fin de compte, c'est le temps dont nous aurions eu besoin, et ce pendant plusieurs semaines.

Quels sont les autres facteurs ?

Pour comprendre pourquoi des vents d'ouest prolongés sont nécessaires pour pousser l'eau salée et oxygénée de l'Atlantique vers la mer Baltique, il faut savoir à quoi ressemble le fond marin de la mer Baltique. Il est en fait divisé en une chaîne de bassins successifs, comme les bassins d'Arkona, de Bornholm et de Gotland. Les reliefs qui les séparent, également appelés seuils, empêchent l'eau salée lourde de la densité de s'écouler librement le long du fond vers les régions plus profondes de la mer Baltique. Le seuil de Darßer ou le chenal de Stolper en sont des exemples.

En conséquence, il faut un grand volume d'eau pour franchir ces seuils. Si l'on regarde le profil de profondeur de la mer Baltique depuis le côté, on voit toujours ces seuils. Vous pouvez vous représenter cela comme les bords d'une baignoire : nous prenons des baignoires, nous les mettons toutes les unes contre les autres et l'eau doit toujours s'écouler d'une baignoire à l'autre. Pour cela, j'ai besoin d'un volume suffisant pour que l'eau puisse s'écouler par-dessus les bords de la baignoire.

Où se situent les principaux obstacles à surmonter ?

Il y en a plusieurs. Un grand bord de baignoire est notamment le seuil entre le bassin de Bornholm et la rigole de Stolper. C'est ce qu'on appelle le seuil de Stolper. Il a une profondeur de 58 mètres. Or, le bassin de Bornholm, situé plus à l'ouest, a une profondeur de près de 95 mètres. Pour surmonter cette différence de 37 mètres, il faut un volume d'eau d'environ 170 kilomètres cubes. De telles quantités d'eau ne sont pas poussées en une journée par des vents ascendants par-dessus les seuils de la mer Baltique occidentale pour descendre ensuite dans les eaux profondes du bassin d'Arkona. Au total, nous avons besoin d'environ six jours d'afflux et d'une eau avec une salinité d'au moins 17 grammes par kilogramme de salinité au seuil de Darßer. Cela n'a malheureusement pas été possible avec les conditions météorologiques de ces derniers mois.

Des phénomènes naturels tels que la mort des poissons pourraient-ils devenir plus fréquents à l'avenir si l'échange d'oxygène continue à faire défaut ?

Il faut faire attention, ce sont des contextes qui ne vont pas directement ensemble. En général, l'eau de la mer Baltique est divisée en deux couches. D'une part, l'eau de surface, qui a plutôt une faible teneur en sel, et l'eau profonde, qui est plus riche en sel et qui descend en raison de sa densité plus élevée. Dans les eaux de surface, l'oxygène est apporté en permanence par l'atmosphère, par exemple par le mélange des vents et des températures.

L'eau est transportée de haut en bas à la surface de l'eau, qui se réchauffe et se refroidit au fil des saisons. Cela fonctionne comme un circuit de chauffage dans une maison ou comme dans un lac d'eau douce, dans lequel l'eau est également transférée entre la surface et le fond par des changements de température. Dans la mer Baltique, ce processus s'arrête toutefois à la couche de sel, les eaux profondes ne peuvent pas être aérées au-delà de cette limite et dépendent d'afflux sporadiques d'eau salée en provenance de la mer du Nord. Et c'est là que réside la distinction importante.

La mort des poissons au large des côtes est liée à un autre processus. C'est le cas lorsqu'à la fin de l'été, l'oxygène du fond est épuisé dans les régions marines peu profondes et que les eaux de surface sont repoussées de la côte par de rares épisodes de vent. Dans ce cas, les eaux profondes, pauvres en oxygène à cette époque de l'année, peuvent remonter à la surface pendant une courte période, réduisant ainsi l'espace vital des êtres vivants qui respirent.

Les eaux profondes et pauvres en oxygène des bassins centraux de la mer Baltique ne remontent donc pas du tout à la surface ?

C'est exact. La couche de salinité est une frontière forte entre les eaux de surface et les eaux profondes, nous l'appelons aussi halocline. Elle empêche tout échange gazeux entre les eaux de surface et les eaux profondes. Par exemple, l'halocline se situe à environ 50 mètres de profondeur dans le bassin de Bornholm et à environ 70-80 mètres dans le bassin de Gotland. Tant que nous continuons à avoir suffisamment de précipitations dans notre zone climatique et que de l'eau douce est transportée des rivières et des lacs vers la mer Baltique, la couche de saut reste au même endroit et l'eau moins oxygénée ne peut pas remonter plus haut ou atteindre les côtes.

Alors les phénomènes que nous percevons en tant que navigateurs sont principalement liés à la nature de l'eau de surface ?

Oui, malheureusement, on fait souvent l'amalgame entre le manque d'oxygène dans les eaux profondes de la mer Baltique et le manque d'oxygène dans les eaux peu profondes près des côtes, alors que les deux n'ont pas grand-chose à voir en soi. En réalité, la teneur en oxygène stagne en dessous de 70 mètres de profondeur. Mais le manque d'oxygène dans les bassins profonds n'a absolument rien à voir avec les processus proches de la côte et à plus court terme, mais est naturellement imposé par les caractéristiques de la mer Baltique.

Lorsque l'on parle alors d'une grande mortalité de poissons dans le contexte d'un manque d'oxygène dans la mer Baltique, on fait référence aux eaux profondes proches des côtes. Lorsqu'il y a un manque d'oxygène dans les eaux peu profondes de la mer Baltique, il s'agit d'un phénomène local qui n'a rien à voir avec les grandes surfaces des bassins centraux de la Baltique. Il ne faut pas faire d'amalgame.

Comment la tendance en eaux profondes de la mer Baltique a-t-elle évolué au cours des dernières années ?

C'est justement dans les profondeurs de la mer Baltique que le déficit en oxygène devient de plus en plus évident. Pourtant, la surface concernée ne change pas. Elle varie dans une certaine mesure, mais on avait déjà atteint le maximum de la surface de 70.000 - 80.000 kilomètres carrés dans les années 70. Cela est dû au couvercle de la couche de sel. Tant qu'il pleut suffisamment et que la couche d'eau de surface ne s'amincit pas, cela ne changera pas.

Mais ce que nous avons pu observer, c'est le quasi-doublement des taux de consommation d'oxygène au cours des 30 dernières années. Cela signifie que la même quantité d'oxygène qui arrive aujourd'hui dans la mer Baltique profonde est consommée deux fois plus vite qu'auparavant. Cela est notamment dû aux nombreux organismes non décomposés qui se sont déposés au fond de la mer et qui entraînent une forte consommation d'oxygène suite aux processus de décomposition. Ce sont les conséquences de l'apport important de substances nutritives par nous, les hommes, dans la mer via les systèmes fluviaux.

Depuis les années 40, l'agriculture utilise de plus en plus d'engrais qui ne sont pas entièrement absorbés par la croissance des plantes. Les excédents se retrouvent dans les eaux fluviales via les nappes phréatiques, puis dans la mer. Là, l'apport accru de nutriments stimule la croissance du plancton dans les eaux de surface. Celui-ci apparaît de manière cyclique à partir du printemps, puis meurt à nouveau en automne. Le plancton mort coule alors vers le sol et doit être décomposé. Ce processus consomme beaucoup d'oxygène.

Que fait-on pour lutter contre l'influence de l'homme ?

Depuis le milieu des années 70, la Commission d'Helsinki est l'association de tous les États riverains de la mer Baltique qui s'efforce d'améliorer l'état environnemental de la mer Baltique. Elle fournit des évaluations pour le niveau politique, sur lesquelles se basent les mesures environnementales. Des indicateurs y sont développés en collaboration avec les scientifiques et chaque pays riverain y a son propre porte-parole.

Qu'est-ce qui a été réalisé depuis lors ?

Dans le cadre des directives de la Commission d'Helsinki, les substances nutritives sont massivement réduites dans l'agriculture depuis le début des années quatre-vingt-dix. Dans ce domaine, l'agronomie et la recherche marine se rencontrent. Si nous parvenions à n'épandre que la quantité d'engrais entièrement absorbée par les plantes, plus rien ne passerait par le sol pour atteindre la nappe phréatique. Si nous considérons les modèles d'écosystèmes, alimentés par les données de mesure, et que nous partons de la mise en œuvre des mesures environnementales, nous voyons les premiers effets à partir de 2050 environ. Nous devons donc continuer à réduire les substances nutritives.