Les données sur les inondations au Mississippi datent de 500 ans

Il est difficile de se faire une idée de l'échelle du Mississippi sans l'avoir vue. Il draine les eaux de 31 des 48 états contigus, ainsi que de régions du Canada, et son débit sortant moyen peut atteindre 20 000 mètres cubes d'eau par seconde. En cas d'inondation d'une telle ampleur, il peut s'agir d'un événement extrêmement destructeur, qui peut avoir un impact sur plusieurs états lorsque la marée monte en aval de l'océan.

En conséquence, les humains ont tenté de limiter l'impact des inondations en construisant des structures qui contiennent le fleuve et dirigent ses trop-pleins. Mais comme les inondations ont continué de toucher le bassin hydrographique, y compris une inondation massive en 2011, les gens ont commencé à se demander si les structures que nous avons construites n'ont fait qu'aggraver les choses. Une nouvelle étude remonte à 500 ans en arrière pour recueillir des données sur les inondations passées et répondre à cette question par un oui.

Créer une histoire

Pour un fleuve comme le Mississippi, les inondations sont des événements imprévisibles, ce qui signifie que l'identification des tendances nécessite de nombreuses années de données. Par exemple, une accalmie des inondations d'une décennie, ne vous dira pas si vous êtes plus en sécurité ou chanceux. Et ici, le règlement relativement récent de l’intérieur nord-américain s’oppose à nous; le premier matériel permettant de mesurer le débit de la rivière n'a été installé que vers 1900. Alors, comment analysez-vous une histoire qui n'existe pas?

Pour une collaboration de recherche américano-britannique, la réponse était de construire votre propre histoire. Les chercheurs se sont appuyés sur ce que l'on appelle des "lacs à arc-en-ciel", des sections courbes du lit potentiel d'une rivière qui sont coupées du flux principal du Mississippi à moins d'une inondation. Pendant les inondations, la rivière rejette des sédiments plus lourds que l'accumulation normale dans le lac. L'équipe de recherche a pris des carottes de sédiment et a utilisé la taille et la composition des grains de sédiment pour créer un historique des crues du fleuve.

Cela a été complété par l'analyse des cernes. Il s'avère que les arbres ne présentent pas leur structure de croissance normale lorsqu'ils passent du temps sous l'eau, et cela se voit dans les cernes annuels établis au fur et à mesure de la croissance de l'arbre. Ensemble, ces deux données ont permis d’atteindre un nombre record de près de 1500, avec davantage de sites fournissant des données d’ici les années 1700. Le chevauchement avec le moment où les enregistrements d'instruments sont devenus disponibles montre que cet enregistrement capture avec précision l'historique des inondations au Mississippi et que l'on peut sélectionner certaines inondations dans l'enregistrement historique.

Climat et tendances

La tendance majeure dans les données est évidente: la situation a empiré. "Les taux d'inondation les plus élevés et les événements de déversement les plus importants des 500 dernières années se sont produits au cours du siècle dernier", concluent les auteurs. Notez que dit "taux". L’ampleur des récentes inondations est similaire à celle d’il ya des siècles; le problème est que ces grandes inondations se produisent beaucoup plus fréquemment. L'augmentation a commencé à se faire sentir il y a environ 150 ans, les auteurs notent que c'est à peu près à la même époque que l'agriculture intensive dans les régions entourant le Mississippi et ses affluents.

Mais ce n'est pas la seule tendance apparente dans les données. Il existe également des signaux cycliques en corrélation avec les principaux cycles climatiques. La corrélation la plus forte est avec les événements El Niño, mais il existe également un lien avec l'oscillation multidécadale de l'Atlantique, ce qui signifie que les inondations sont influencées par les cycles qui se produisent sur les deux côtes de l'Amérique du Nord. Les auteurs suggèrent que les phénomènes El Niños entraînent généralement plus de précipitations, laissant certaines parties du bassin versant du Mississippi saturées et plus sujettes aux inondations. L'oscillation multidécadale de l'Atlantique, suggèrent-ils, influence la circulation de l'air riche en eau au nord du golfe du Mexique.

Ces deux influences ont persisté même si la fréquence des inondations a augmenté.

Il y a deux choses évidentes qui pourraient générer la tendance, et les deux nous impliquent. Le premier est le changement climatique, qui pourrait modifier la structure des précipitations en Amérique du Nord, influant directement sur la quantité d'eau dans le Mississippi. La seconde concerne nos efforts de contrôle des inondations et les modifications que nous apportons pour permettre aux grands navires de charge d’utiliser la rivière, ce qui pourrait augmenter par inadvertance la fréquence des inondations.

Pour analyser cela, les auteurs ont supposé que les facteurs climatiques agiraient via El Niño et l’oscillation multidécadale de l’Atlantique. Ils ont donc analysé si ceux-ci avaient changé au cours du siècle dernier. Cette analyse a suggéré que des changements dans ces deux cycles climatiques pourraient entraîner une augmentation de 5% de la fréquence des inondations. L'augmentation réelle, cependant, était quatre fois celle. En conséquence, ils concluent que la majeure partie de l'effet est due à "des modifications humaines du fleuve et de son bassin".

Et ceci, affirment-ils, devrait avoir des implications politiques: "Notre principale constatation, à savoir que l'ingénierie fluviale a élevé le risque d'inondation dans le bas Mississippi à des niveaux sans précédent au cours des cinq derniers siècles, s'ajoute à une liste croissante de coûts externalisés associés aux inondations classiques. projets d’atténuation et de navigation. " Mais il n’est pas évident que leur analyse soit aussi convaincante. Les précipitations dans le nord-est du bassin versant du Mississippi ont augmenté à la fois en intensité et en total sous le réchauffement de notre climat, et cette tendance n'a été liée à aucun des deux cycles climatiques.

Il nous reste encore du travail à faire avant que nous puissions définitivement pointer du doigt nos changements sur la rivière elle-même. Mais l’énorme ampleur et les coûts associés aux inondations sur le Mississippi font que cette possibilité doit être prise au sérieux.

La nature, 2018. DOI: 10.1038 / nature26145 (À propos des DOI).