Lac méromictique

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Un lac méromictique est un lac dont les eaux de surface et de profondeur se mélangent moins d'une fois par an (et pour certains moins d'une fois par décennie ou siècle voire plus).

Vocabulaire[modifier | modifier le code]

Le terme méromictique et méromicticité a été créé par le zoologiste G. Evelyn Hutchinson en 1957 dans son Treatise on Limnology[1].
On parle aussi de durée de la « méromicticité », le mélange des couches étant dit mélange diapycnal. Dans un lac méromictique, les compartiments verticaux sont nommés selon leur densité :

  • le compartiment inférieur non brassé saisonnièrement est dit monimolimnion, par opposition au compartiment supérieur brassé par le vent et plus oxygéné dit mixolimnion ;
  • La limite entre ces milieux est la chimiocline ;
  • Deux zones intermédiaires de la partie supérieure sont le métalimnion et l'hypolimnion.

Outre le manque de prise au vent (éventuellement aggravé par une couche de glace hivernale dans les pays froids), deux facteurs sont souvent en cause ; une forte salinité naturelle et/ou une densité accrue des eaux profondes liée à des questions de température/thermocline et/ou de reminéralisation de la matière organique à partir du fond et de la colonne d'eau. Quand la densité des eaux profondes est significativement plus élevée que la densité des eaux à mi-profondeur dans l’hypolimnion, et qu'il y a peu de source de brassage, les eaux profondes tendent à se stabiliser, ce qui notamment les prive d'oxygène et freine la recirculation profonde liée au mélange saisonnier.

Typologies[modifier | modifier le code]

Les plans d'eau méromictiques (lac d'origine glaciaire ou volcanique) sont généralement des lacs profonds et/ou peu étendus, abrités du vent généralement encastrés entre des parois rocheuses ou des lacs dont les eaux profondes sont fortement salées et plus denses que les eaux de surface (c'est le cas par exemple de la mer Morte qui était méromictique, mais qui semble avoir perdu cette caractéristique suite à un mélange entamé en 1979 et qui s'est poursuivi au début des années 1980. On cherche à mesurer le taux de renouvellement des eaux supérieures et inférieures au moyen du suivi d'un isotope du radium, le radium-226) ainsi que du chlore (le chlore-37)[2] afin de mieux comprendre le cycle d'autres éléments dont le phosphore et l'azote[3].

Il se différencie ainsi d'un lac holomictique dont les eaux se mélangent au moins une fois par an et que l'on peut diviser en monomictique si le mélange se produit une fois, dimictique s'il se produit deux fois, polymictique s'il se produit plusieurs fois.

Il peut s'agir aussi de certains lacs de mines[4] ou de carrières (profonds et à faible surface) où des arrivées d'eau très minéralisée peuvent amorcer rapidement un phénomène de méromicticité[5],[6],[7].

Ces lacs ont en commun la particularité d'avoir, dans leurs eaux profondes, de très faibles concentrations en oxygène (inférieures à 1 mg/l) et donc

– de ne pas permettre le développement d'organismes vivants autres que des bactéries sulfureuses ;
– de ne pas permettre l'oxydation et la décomposition des matières organiques.

et par conséquent, par l'étude de prélèvements dans les couches de sédiments, de renseigner sur les différentes végétations, climats, incendies, etc. qu'a connu la région.

Ils ont par contre l'inconvénient d'accumuler du dioxyde de carbone dissout qui peut être libéré en grande quantité lors d'un tremblement de terre ou d'un glissement de terrain (éruption limnique), gaz qui en se répandant brutalement au ras du sol dans l'atmosphère environnante peut être responsable de la mort d'hommes ou d'animaux. Ce fut le cas du lac Nyos en 1986 qui fit près de 1 800 morts.

Conséquences[modifier | modifier le code]

Le faible taux de renouvellement et de brassage des eaux, qui se traduit par une stabilité inhabituelle de la colonne d’eau ont notamment des conséquences écologiques, hydrauliques (manque de mouvements de convection sur la colonne d'eau...), biogéochimiques et limnologiques, avec parfois de véritables zones mortes, anoxiques, qui peuvent perdurer ou être cycliques. Ces zones mortes abritent des espèces microbiennes adaptées à ce milieu, dont méthanogènes et sulfatoréductrices productrices de H2S toxique. Sans oxygène dissous, certaines bactéries peuvent en trouver dans les nitrates et les sulfates dissous ou relargués par la nécromasse. Ces biotopes particuliers sont encore incomplètement connus[8].

En termes de physique, les turbulences et la propagation des ondes sont modifiées dans les milieux naturels stratifiés[8].

En termes de risque et dangers, certains fonds anoxiques (dont celui du lac Pavin en France « représentent un danger potentiel d’éruption gazeuse en raison de l’accumulation de gaz dissous au fond et doivent être surveillés »[8], d'autant que « le contexte actuel de réchauffement climatique, les plans d’eau continentaux tendent à évoluer vers la méromicticité »[8]. Parfois, ces gaz biogéniques (ou parfois d'origine géologique) sont piégés au fond par la pression hydrostatique du mixolimnion, et à certaines occasions brutalement remonter sous forme de bulles ou d'éruption asphyxiantes (de CO2, H2S et CH4). C'est ainsi qu'en 1986 une éruption de gaz (CO2 a priori) a asphyxié 1700 personnes et de nombreux animaux autour du lac Nyos au Cameroun.

Différents lacs méromictiques[modifier | modifier le code]

Amérique du Nord[modifier | modifier le code]

Antarctique[modifier | modifier le code]

Australie et Nouvelle-Zélande[modifier | modifier le code]

Europe[modifier | modifier le code]

Précision : le lac du Bourget et le lac Léman se rapprochent de cette catégorie mais leur monimolimnion n'est pas totalement anoxique.

Afrique[modifier | modifier le code]

Asie[modifier | modifier le code]

  • Lac Pantai Keracut (Keracut Beach), Parc national de Penang, au nord-ouest de l'île Penang, en Malaisie
  • La mer Noire

Annexes[modifier | modifier le code]

Sources[modifier | modifier le code]

  • Robert G. Wetzel, Limnology: Lake and River Ecosystems, 3e édition, Academic Press, New York, 2001 (ISBN 978-0127447605)
  • G. Evelyn Hutchinson, A Treatise on Limnology. Volume I: Geography, Physics and Chemistry, Wiley, New York, 1957 (ISBN 9780471425700)
  • Winfried Lampert and Ulrich Sommer, Limnoecology: The Ecology of Lakes and Streams, Oxford University Press, Oxford, 1997 (translation by James F. Haney) (ISBN 978-0195095920)


Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. La micticité des lacs selon W.M. Lewis
  2. Mariana Stiller, Ronald S. Kaufmann, Austin Long Cl-37 in the Dead Sea system (preliminary results) ; Applied Geochemistry Volume 13, Issue 8, November 1998, Pages 953-960 doi:10.1016/S0883-2927(98)00017-1 (Résumé)
  3. Mariana Stiller, Arie Nissenbaum, Atmosphere and Oceans Geochemical investigation of phosphorus and nitrogen in the hypersaline Dead Sea ; Geochimica et Cosmochimica Acta Volume 63, Issues 19-20, October 1999, Pages 3467-3475 doi:10.1016/S0016-7037(99)00272-0 ([Résumé])
  4. Stevens, C.L. and G. A. Lawrence, 1998, Stability and meromixis in a water-filled mine pit. Limnol. Oceanogr., 43, 946-954.
  5. Boehrer B., Stevens C., 2005, Ray waves in a pit lake. Geophys. Res. Lett., 32 (24)
  6. Fisher, T.S.R. and Lawrence G. A., 2000, Observations at the upper halocline of the Island Copper Pit Lake. 413-418. In Lawrence, G. A., R. Pieters and N. Yonemitsu (eds): Fifth International Symposium on Stratified Flows, 10-13 July 2000, Vancouver, British Columbia. Dpt of Civil Engineering, University of British Columbia, Vancouver
  7. Stevens C.L., T.S.R. Fisher and G. A. Lawrence, 2005. Turbulent layering beneath the pycnocline in a strongly stratified pit lake. Limnol. Oceanogr. 50, 197-206
  8. a, b, c et d thèse de doctorat en Sciences de l’Environnement, de Céline Bonhomme, intitulée Turbulence et ondes en milieu naturel stratifié (École Nationale des Ponts et Chaussées) soutenue le 15 février 2008 (concerne notamment le Lac Pavin)
  9. Jacquet, Stéphan et al. (2003). "The proliferation of the toxic cyanobacterium Planktothrix rubescens following restoration of the largest natural French lake (Lac du Bourget)," Harmful Algae, 4:651-672.