ÉCOLOGIE: Les plantes nous racontent le climat de notre île sur 38 000 ans

Pour la première fois à l’île Maurice, une étude scientifique a permis de retracer l’histoire du climat et de la végétation sur une période de quelque 38 000 ans, c’est-à-dire en remontant d’environ 28 000 années dans la dernière période glaciaire qui a précédé l’holocène, période dans laquelle nous vivons actuellement. Cette étude a porté sur les microfossiles échantillonnés grâce à un carottage effectué sur une profondeur de dix mètres dans le cratère de Kanaka, qui atteint 560 m d’altitude au sud-ouest de l’île.
Cette étude scientifique qui retrace l’histoire de notre climat et de notre végétation sur quelque 38 000 ans est parue il y a quelques semaines dans le Journal of Quaternary Science. Intitulé « L’île Maurice depuis la fin de la dernière période glaciaire : environnement et reconstruction climatique sur 38 000 ans au cratère de Kanaka », cet article est signé en premier lieu par Geert van der Plas du laboratoire de la biodiversité et de dynamique des écosystèmes de l’Université d’Amsterdam.
Les autres signataires relèvent à Maurice du département de biologie de l’Université et de l’herbier du MSIRI pour l’interprétation botanique, ou encore de l’Université de Groningen aux Pays-Bas pour les études isotopiques et de l’Université de Leiden pour les questions archéologiques.
Les recherches poursuivies se fondent ici pour une large part sur la palynologie, c’est-à-dire l’étude des pollens – plus précisément des résidus de pollens – contenus dans les sédiments. Pour interpréter les données, les chercheurs ont d’ailleurs dû croiser les informations palynologiques avec celles de la distribution des communautés végétales indigènes de Maurice reconstruite à partir des lambeaux qui nous en reste aujourd’hui et la littérature scientifique.
Les résultats de leurs analyses ont notamment mis en évidence le fait que l’écosystème mauricien aurait présenté certaines formes de résilience aux grands changements climatiques, qui ont en revanche fortement influencé d’autres régions soumises aux mêmes contraintes, telles que Madagascar ou l’Afrique.
Datation et repérage temporel
Les chercheurs se sont repérés grâce à huit datations au carbone 14 effectuées sur des échantillons représentatifs des évolutions environnementales et climatiques survenus sur les 38 000 ans passés, c’est-à-dire les 28 000 dernières années du Pléistocène, puis depuis le début de l’actuelle ère interglaciaire, dénommée holocène.
Rappelons au passage que Maurice a été formée il y a 7,8 à 6,8 millions d’années et qu’elle aurait continué d’avoir une activité volcanique jusqu’à 25 000 ans. De petite taille, avec un point culminant à 828 m au sud-ouest, elle est de faible altitude. Si l’on ne peut dater précisément la formation du cratère de Kanaka (au plus loin il y a 700 000 ans), il n’a de toute évidence pas été actif depuis au moins 38 000 ans.
Sachant que le vent est le principal véhicule des pollens qui s’accumulent dans les tourbes, le réservoir que représente un cratère tel que celui de Kanaka est précieux pour la recherche car la tourbe s’y dépose de façon progressive et régulière, sans les grandes coupures liées aux bouleversements géologiques ou aux érosions existant ailleurs. À l’issue de cette première étude, les scientifiques estiment que les dépôts de sédiments du cratère de Kanaka constituent « des archives de microfossiles de très haute qualité », aptes donc à refléter les changements climatiques survenus dans le passé.
Selon la profondeur à laquelle il est prélevé dans la carotte, chaque échantillon correspond à une période donnée. Plus on s’enfonce dans la tourbe plus on remonte dans le temps. La composition de chaque échantillon en microfossiles polliniques permet de savoir quelles végétations prospéraient à une période donnée dans l’île et d’en tirer les déductions qui s’imposent en termes de climat. Une abondance de spores de fougères arborescentes par exemple indique une période généralement plus humide.
Sept assortiments végétaux
Sept grandes catégories d’assortiments végétaux prospèrent dans une île comme Maurice, se différenciant en fonction du climat qui change avec l’altitude et les précipitations annuelles. À moins de 50 m d’altitude, la végétation côtière, caractérisée par la mangrove, les dunes, le sable corallien et autres zones humides, recueille des précipitations de 800 à 1 500 mm par an.
À moins de 150 m d’altitude et avec des précipitations annuelles de 800 à 1200 mm, la savane arborée de palmes correspond aux zones les plus sèches sous le vent. Elles ont été entièrement remplacées par les champs de canne au XIXe siècle, exception faite de celle de l’île Ronde et des lambeaux sur d’autres îlots du Nord. Situées à une hauteur de 50 à 350 m, les forêts de plaine n’existent plus non plus.
Entre 200 à 550 m d’altitude, la forêt de basse montagne s’épanouît sous l’influence d’ondées relativement légères. Puis, plus on s’élève en altitude, plus l’humidité est grande avec la forêt humide située entre 400 à 850 m et recueillant 2000 à 2 600 mm de précipitation, puis la forêt de montagne qui pousse dans les parties les plus humides des pentes et hautes terres situées entre 500 à 850 m, avec des précipitations de 2 600 à 3 800 mm.
Les hautes terres azonales abritent des communautés végétales plus fortement influencées par la nature du sol que par le climat. Elles ne suivent donc pas les grandes zones climatiques mais sont azonales comme les marais à vacoas, des taillis de Sideroxylon ou la bruyère.
Deux grandes recompositions végétales
Après avoir reconstitué la végétation présente sur six périodes caractéristiques, les auteurs ont identifié deux changements importants dans l’évolution de la composition végétale et des écosystèmes. Le premier se situe il y a environ 22 700 ans à l’ère glaciaire, quand la proportion de Pilea, de fougères arborescentes (Cyathea), de Bois maigre (Nuxia) et d’arbre à miel (Weinmannia) a considérablement changé. D’après ces résultats, les forêts de montagne auraient diminué, tandis que la végétation de type vacoas (Pandanus) et bruyère a augmenté.
Le deuxième grand changement a eu lieu il y a environ 10 600 ans, alors que l’on passait à la période climatique interglaciaire de l’Holocène, qui est marquée par la disparition ou le déclin des végétaux de type bruyère, sagou (Cycadaceae) et Bois de pomme (Syzygium), par l’augmentation de la proportion d’arbres à miel (Weinmannia) et l’apparition des Eugenia, des Bois de chandelles (Dracaena), Psiloxylon, Euphorbes, etc.
Les espèces du genre Eugenia se développent particulièrement dans les périodes de grandes mutations végétales, lorsque par exemple les Bois de pomme (Syzygium) et Bois maigre (Nuxia) disparaissent. Les auteurs relèvent aussi que l’Artemisia qui est apparue à cette période n’a pas été enregistrée comme un genre présent à Maurice par la suite.
Récente sur ces échelles de temps, la présence humaine amène au début un accroissement du nombre de variétés de pollen, lié à l’introduction de nouvelles plantes exotiques par l’homme, mais très rapidement, un effondrement de la diversité pour les raisons que nous connaissons qui sont liées à la déforestation.
Trois grandes périodes climatiques se dégagent de ces constats. Une période située entre 38 000 et 23 000 ans est humide, ceci pouvant être corroboré par des études effectuées à Madagascar au lac de Titrivakely. De 23 000 à 11 000 ans, le climat a été nettement plus sec. Mais les données sur les pollens indiquent une relative stabilité climatique pendant toute cette période contrairement aux données recueillies à Madagascar au lac de Titrivakely.
Impact bénéfique du dipôle de l’océan Indien
Au début de l’holocène, l’extension des forêts de montagne et des conditions plus humides près du cratère de Kanaka indiquent un climat plus humide qu’à Madagascar. L’expansion des vacoas après 9 000 ans peut être interprétée aussi comme la preuve de l’accroissement des précipitations et de la migration plus au sud de la zone de convergence tropicale. Le cratère de Kanaka n’est guère influencé par la hausse du niveau de la mer à cette période dans les zones littorales.
Mais en revanche l’accroissement de l’humidité liée au dipôle de l’océan Indien semble jouer un rôle important. L’apport d’humidité par ce phénomène climatique, dont on a mis en évidence le rôle sur le climat mondial depuis la fin des années 90, masque les périodes d’ensoleillement minimum, ce qui amène des conditions environnementales plus humides qu’attendues. La forêt de montagne a été continuellement présente pendant les 30 000 dernières années et il n’y a pas de preuves que Maurice ait connu des périodes de stress climatique majeur.
Les changements du degré d’humidité représentent les changements environnementaux les plus importants sur toute cette période, avec un climat humide de 38 000 à 22 700 ans, des conditions sèches de 22 700 à 10 600 ans, et des conditions à nouveau humides depuis ces 10 600 dernières années. Sur les différentes périodes étudiées, la transition de la période glaciaire à l’holocène montre un haut niveau de recomposition taxonomique.
Généralement, comme on peut le voir sur le continent sur des étendues qui vont des zones désertiques aux forêts équatoriales, les grands changements climatiques amènent les communautés végétales à migrer progressivement vers des régions plus humides. Ici, au regard des résultats de cette étude, l’impact des grands changements climatiques semble estompé, se caractérisant simplement par des réassortiments de la composition des communautés végétales plutôt que des déplacements des forêts à nouvelles altitudes.
Maurice subirait moins les grandes fluctuations climatiques sous l’effet conjugué de l’océan qui régule les températures en gommant les extrêmes et du dipôle de l’océan Indien qui peut amener une certaine pluviométrie.