Si vous êtes dans l'eau jusqu'aux genoux sur notre côte, vous ne pouvez souvent plus voir vos orteils. Les scientifiques utilisent des équipements de mesure modernes, des satellites et des modèles de calcul mathématique pour découvrir pourquoi nos eaux côtières sont si troubles.
La turbidité est une mesure de la quantité de particules dans l'eau qui diffusent la lumière du soleil. Plus il y a de nuages, moins la lumière du soleil peut pénétrer. Et cela détermine la capacité de croissance des plantes ou des algues, nourriture des animaux marins. Une turbidité élevée signifie de nombreuses particules. Les particules dans l'eau sont constituées de sable, d'argile, d'algues et de bactéries et de restes d'organismes et de coquillages morts.
Nous obtenons un aperçu de la concentration en particules dans les eaux de surface de la mer du Nord en analysant des images satellites. On peut observer une bande nuageuse claire le long des côtes belges et hollandaises. Dans nos eaux côtières, il y a 10 à 300 milligrammes de limon dans un litre d'eau, parfois même plus si de hautes vagues lors d'une tempête remuent le limon. Dès qu'on est à vingt kilomètres de la côte, cette concentration tombe à 3 à 5 milligrammes de limon par litre. Plus à l'ouest, on observe à nouveau une forte augmentation de la turbidité dans une bande à l'embouchure de la Tamise et une érosion de la côte crayeuse à l'est de l'East Anglia, s'étendant au-dessus des îles des Wadden, où se massent les eaux de la Manche et du nord de la mer du Nord. .
Les particules de limon dans la zone côtière néerlandaise proviennent des zones côtières françaises et belges, en raison de l'érosion des côtes des falaises et des fonds marins, mais aussi des rivières telles que l'Escaut, la Meuse et le Rhin, et des matériaux de dragage qui sont déversés dans la zone côtière. Et la vie marine (plancton et animaux benthiques) est aussi une source de particules. Dans toute la mer du Nord, il existe un schéma de circulation à grande échelle de l'eau qui va dans le sens antihoraire.
L'eau de la Manche se mélange en mer du Nord avec l'eau de l'Atlantique qui se jette dans la mer du Nord via l'Ecosse. L'eau s'écoule des côtes anglaises vers le sud, et des côtes belges et néerlandaises, l'eau de mer s'écoule vers le nord et quitte la mer du Nord via la côte norvégienne. En raison des conditions de vent dominantes et de la rotation de la terre, l'eau qui coule de l'Escaut, de la Meuse et du Rhin dans la mer est à nouveau pressée contre la côte, où elle suit le courant à grande échelle vers le nord. La bande turbide de notre zone côtière est renforcée par la circulation dite estuarienne.
Ce modèle de circulation se produit dans chaque embouchure des rivières où se mélangent l'eau douce et l'eau salée. L'eau douce est plus légère que l'eau salée. Cela crée une circulation dans laquelle l'eau de mer plus salée, avec ses particules, s'écoule vers l'intérieur des terres près du fond et l'eau plus douce s'écoule vers la mer à travers la couche supérieure. Parce qu'une rivière devient plus large et plus salée à son embouchure, la vitesse d'écoulement diminue et de nombreuses particules de limon forment des flocons plus lourds. En conséquence, les particules de la rivière tombent dans la sous-couche saline, qui se déplace dans le sens contraire de l'écoulement de la rivière.
Par conséquent, l'eau d'un estuaire est toujours très turbide - c'est aussi ce qu'on appelle la zone de turbidité ou la turbidité maximale de l'estuaire.
Mais il y a plus. Les particules de limon sont ensuite dispersées dans les eaux côtières. Par temps calme et au tour de la marée, ils coulent au fond. En raison des forts courants de marée ou de reflux et des vagues, ils tourbillonnent à nouveau. Lors d'une tempête, vingt à trente centimètres de sable et de limon peuvent tourbillonner du fond jusqu'à vingt mètres de haut. Il y a beaucoup de limon au fond. Une dalle de sol d'un mètre carré et de vingt centimètres de profondeur contient trois cents fois plus de limon que la colonne d'eau de dix mètres au-dessus. Ces particules de boue se déplacent avec l'eau de mer vers le nord et, par temps calme, elles retombent au fond. De cette manière, la moitié du limon de la couche inférieure de la côte néerlandaise est remplacée tous les deux ans.
Ce mécanisme se produit également dans la mer des Wadden. La majeure partie du limon pénètre dans la mer des Wadden via le Marsdiep - le détroit qui relie la mer du Nord et la mer des Wadden - et le Vliestroom. Par temps orageux, il se déplace plus à l'est. La recherche scientifique a montré que le temps de déplacement du limon à travers la mer des Wadden néerlandaise, de Texel à Borkum, prend environ 26 ans.
Peut-être pas, mais nous n'en sommes pas sûrs, car nous n'avons pas de mesures directes du passé. Au fil du temps, beaucoup de choses ont changé dans l'écoulement du Rhin et de la Meuse, comme la construction du Nieuwe Waterweg, des barrages et des écluses en Hollande méridionale et dans le delta de la Zélande et le dragage des voies navigables. Avant 1970, l'eau fluviale du Rhin se mélangeait à l'eau de mer près de Rotterdam. Depuis l'Eurogeul dans les années 1970 et la canalisation du Rhin, l'estuaire est poussé vers la mer et la zone de turbidité se situe dans la zone côtière hollandaise.
Les rivières s'infiltraient à travers le delta du sud-ouest - la Zélande, la partie ouest du Brabant du Nord et les îles de la Hollande du Sud - jusqu'à la côte. Le débit de l'eau de la rivière s'est fortement affaibli et, par conséquent, les particules de limon du delta ont coulé au fond. L'eau du fleuve qui se déversait dans notre mer à cette époque était probablement plus claire qu'elle ne l'est aujourd'hui. Dans le Marsdiep, une grande quantité d'eau claire s'est déversée dans la mer des Wadden.
Le fait que l'eau de la mer des Wadden était autrefois plus claire qu'elle ne l'est aujourd'hui ressort également des récits de pêcheurs qui disent qu'ils pouvaient voir le fond à quelques mètres de profondeur. À cette époque, des herbes marines poussaient également au fond de la mer des Wadden. Les herbiers ont besoin de lumière. Maintenant, l'eau est trop trouble et la lumière du soleil ne peut plus atteindre le fond, de sorte que les herbiers ne peuvent plus pousser.
Jusqu'à récemment, les connaissances sur la turbidité et le limon sur notre côte reposaient sur des mesures effectuées avec des navires. Celles-ci étaient limitées à une fois toutes les deux à trois semaines. Maintenant, les "bouées intelligentes" et les satellites font ce travail. Les Smart Moorings sont des bouées équipées d'instruments qui mesurent la turbidité, la salinité et la température, entre autres paramètres tels que la quantité de chlorophylle dans les algues. Une mesure automatique peut être effectuée toutes les secondes. Les données sont transmises à un ordinateur et sont lues en laboratoire.
Le grand avantage d'une telle bouée est qu'il est également possible de mesurer au-dessus de la force sept du vent. Nous savons maintenant que lors d'une tempête, la quantité de limon dans l'eau augmente énormément. Lorsque le temps se calme, les particules de sable les plus lourdes redescendent d'abord, puis les particules de limon plus légères. Entre-temps, des particules ont été amenées du sud et du fleuve qui coulent au fond de la zone côtière.
Différents processus ont donc déterminé la turbidité des eaux côtières néerlandaises et de la mer des Wadden. La quantité de limon dans l'eau de la rivière est importante. Dans la zone côtière, le limon fluvial se mêle au limon marin. Le mélange d'eau douce et salée et les tempêtes font que le limon s'accroche le long de la côte. Et par temps orageux, une grande quantité se retrouve dans l'eau par le fond.
▲ Circulation estuarienne :les particules de limon s'écoulent des rivières vers la mer. Mais en raison du schéma de circulation causé par le mélange d'eau douce et d'eau salée, ils restent piégés au large des côtes.
L'eau riche en limon, comme dans la zone côtière belge et néerlandaise, a l'air sale. Mais elle ne contient pas nécessairement des concentrations de contaminants plus élevées que dans une eau bleu clair. L'eau bleue de la mer Méditerranée contient plus de métaux et de nutriments dans de nombreux endroits que l'eau "brune" sur la côte belge et néerlandaise et dans la mer des Wadden.
Depuis 1889, la couleur des eaux naturelles est enregistrée à l'aide de l'échelle Forel-Ule. Cette échelle contient 21 couleurs, qui dépendent de la composition de l'eau. Les couleurs vont du bleu vif (beaucoup d'algues) au brun foncé (peu d'algues). Pendant longtemps, les changements de couleur de l'eau ont été suivis par des observations à partir de navires, et aujourd'hui des satellites ont été ajoutés qui permettent la découverte de motifs à grande échelle. Cependant, les changements de couleur se produisent si rapidement que le monde de la recherche ne peut pas suivre à lui seul.
Le projet européen Citclops (Observatoire des citoyens pour la surveillance optique des côtes et des océans), aujourd'hui terminé, a donc pris l'initiative de créer une application avec laquelle les citoyens ordinaires peuvent contribuer à cette recherche scientifique lors d'une promenade sur la plage ou d'une journée . L'application EyeOnWater a été développée par NIOZ, MARIS et VEERDER, et sera officiellement présentée les 20 et 21 avril lors de la conférence STOWA au Burgers Zoo.
Le principe de l'application est simple :vous prenez une photo d'un plan d'eau naturel - un lac, une rivière, un ruisseau, une mer ou une baie - et vous comparez la couleur avec l'échelle Forel-Ule de l'application. Une fois que vous avez choisi la couleur la plus similaire, ces informations, ainsi que l'heure, la date et les coordonnées, sont transmises à une base de données centrale. Peu de temps après, vous pouvez voir votre résultat, ainsi que ceux des autres utilisateurs, sur le site Web.
EyeOnWater est un moyen très simple mais très efficace d'étudier la relation entre le plancton et le changement climatique à l'échelle mondiale.
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