Seismic activity temporarily reshapes fin whale foraging radii

L'océan est un monde de sons. Pour de nombreux animaux marins, en particulier les grandes baleines, l'ouïe n'est pas seulement un sens ; c'est leur principal moyen de navigation, de communication et de recherche de nourriture. Dans les profondeurs vastes et sombres où la lumière décline, ces créatures comptent sur les indices acoustiques pour localiser des bancs denses de proies et pour se déplacer en toute sécurité dans leur environnement. Cette dépendance les rend particulièrement vulnérables aux changements du paysage sonore sous-marin. Si le bruit anthropique provenant des navires et des forages est une menace bien connue, l'océan est également soumis à des perturbations naturelles puissantes. Les séismes sous-marins, par exemple, génèrent d'intenses vibrations à basse fréquence qui se propagent efficacement dans l'eau. La question de savoir comment ces événements géophysiques naturels affectent la vie quotidienne des géants marins est restée largement inexplorée, laissant une lacune dans notre compréhension de l'interaction entre les mouvements de la Terre et la biologie des profondeurs.

Une équipe de chercheurs a maintenant mis en lumière ce lien, en se concentrant sur la baleine à pointe dans le sud-ouest de l'océan Indien. En combinant une modélisation informatique avancée avec des années d'enregistrements acoustiques, ils ont découvert que les événements sismiques sous-marins poussent ces baleines à réduire temporairement la zone dans laquelle elles cherchent de la nourriture. L'étude révèle que lorsqu'un tremblement de terre se produit, le bruit intense sous l'eau perturbe la capacité des baleines à détecter leurs proies, les forçant à limiter leur chasse à une zone beaucoup plus petite et plus sûre. Ce changement de comportement n'est pas permanent ; une fois que la perturbation acoustique s'estompe, les baleines reviennent à leurs schémas de recherche de nourriture normaux et plus étendus. Cependant, la recherche suggère que ces contractions temporaires peuvent avoir des conséquences réelles, menant potentiellement à la surconsommation de proies locales et altérant l'équilibre de la chaîne alimentaire marine.

Pour découvrir ces comportements cachés, les scientifiques se sont tournés vers une région reculée et sismiquement active de l'océan Indien, près de la ride de l'Océan Indien Sud-Ouest. Cette zone est un point chaud tant pour la vie marine que pour l'activité tectonique, ce qui en fait un laboratoire naturel idéal. Les chercheurs ont utilisé un réseau de microphones sous-marins, appelés hydrophones, qui enregistraient le paysage sonore de l'océan de manière continue pendant des mois. Ces dispositifs ont capturé les appels à basse fréquence des baleines à pointe, des impulsions rythmiques distinctes souvent décrites comme des « contretemps ». Le défi était de localiser précisément où se trouvaient ces baleines à n'importe quel moment donné. Les méthodes traditionnelles de suivi des baleines dans un océan aussi vaste et ouvert sont difficiles et souvent imprécises. Pour surmonter cela, l'équipe a développé un nouvel outil d'intelligence artificielle appelé CTFusion-Net. Ce modèle d'apprentissage profond a été entraîné sur des données acoustiques simulées pour traduire les ondes sonores brutes captées par les hydrophones en localisations tridimensionnelles précises, créant ainsi une carte en temps réel des mouvements des baleines sans jamais avoir besoin de les voir.

En utilisant ce système de cartographie de haute précision, les chercheurs ont reconstitué les trajectoires de recherche de nourriture quotidiennes des baleines à pointe sur une période allant de fin 2012 à la mi-2013. Ils ont calculé le « rayon de recherche de nourriture » pour chaque jour, qui représente la taille de la zone couverte par les baleines lors de la recherche de nourriture. L'analyse a révélé un schéma frappant : les jours suivant un séisme sous-marin, le rayon de recherche des baleines se contractait de manière significative. Dans un cas spécifique, le jour suivant un événement sismique, la zone couverte par les baleines s'est réduite de plus de 120 mètres par rapport à la veille. Lorsque l'équipe a examiné les cinq événements sismiques enregistrés durant leur période de surveillance, une tendance constante est apparue. Que le tremblement de terre soit proche des baleines ou éloigné, les animaux avaient tendance à réduire leur zone de recherche peu après la secousse. L'effet était temporaire ; à mesure que le bruit acoustique intense du tremblement de terre se dissipait, les baleines étendaient progressivement leur rayon pour revenir à des niveaux normaux.

L'étude est allée plus loin pour comprendre pourquoi cela se produisait et ce que cela signifiait pour l'écosystème. Les chercheurs ont analysé les caractéristiques spécifiques des tremblements de terre, telles que leur emplacement, leur profondeur et leur magnitude. Ils ont découvert que le facteur le plus important n'était pas la force du tremblement de terre, mais l'endroit où il se produisait par rapport aux baleines. La combinaison de la longitude et de la latitude du séisme déterminait l'intensité de la perturbation subie par les baleines. Le son intense à basse fréquence généré par la secousse a probablement masqué les indices acoustiques subtils que les baleines utilisent pour trouver leurs proies, rendant leur ouïe aveugle. En réponse, les baleines ont adopté une stratégie conservatrice, restant dans une zone plus petite et plus familière où elles pouvaient encore chasser, plutôt que de s'aventurer dans un environnement bruyant et incertain.

Pour voir si ce changement de comportement avait un impact tangible sur la chaîne alimentaire océanique, l'équipe a recoupé ses résultats avec des données historiques sur les populations de poissons et de calmars. Ils ont découvert un lien probant : l'année ayant connu l'activité sismique la plus fréquente et la plus concentrée, 2013, fut également l'année où la biomasse totale de petits poissons, de calmars et de crevettes dans la région a atteint son point le plus bas. Les chercheurs suggèrent que lorsque les baleines ont été contraintes de rester dans une zone plus restreinte, elles ont concentré leur pression de prédation sur les proies locales, épuisant potentiellement ces ressources plus rapidement que d'habitude. Les années avec moins d'activité sismique, les baleines parcouraient des zones plus larges, répartissant leur impact de prédation et permettant aux populations de proies de rester plus stables. Cette découverte offre un aperçu rare de la manière dont les événements géophysiques naturels peuvent se répercuter sur un écosystème, en modifiant le comportement des superprédateurs et en affectant par la suite l'abondance des espèces qu'ils consomment.

La recherche souligne que la santé de l'océan est influencée non seulement par des facteurs biologiques ou l'activité humaine, mais aussi par les propres processus géologiques de la planète. Les baleines à pointe du sud-ouest de l'océan Indien ne sont pas seulement des victimes passives de ces événements ; elles sont des actrices qui s'adaptent, ajustant leur comportement pour survivre dans un environnement acoustique changeant. Bien que l'étude ait été limitée par la courte durée de la période de surveillance et par le recours à des données simulées pour entraîner le modèle d'IA, les résultats offrent une nouvelle perspective sur la résilience océanique. Cela suggère que les perturbations naturelles, tout comme la pollution sonore humaine, peuvent perturber le monde sensoriel délicat des mammifères marins. En comprenant ces connexions, les scientifiques peuvent mieux apprécier le réseau complexe d'interactions qui soutient les écosystèmes marins et la manière dont les mouvements physiques de la Terre façonnent la vie de ses habitants les plus magnifiques.