Lichens et gaz volcaniques// Lichens and volcanic gases

drapeau francaisL’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) a récemment publié un article intéressant sur le comportement des lichens dans les régions volcaniques et plus particulièrement sur la Grande Ile d’Hawaii. En lisant l’article, on apprend que les lichens sont des organismes qui savent s’adapter à la vie dans les environnements extrêmes. Ils peuvent survivre à la chaleur, au froid, à la sécheresse, ou à l’humidité. Ils peuvent se développer à même le sol, sur l’écorce des arbres, sur des roches, ainsi que sur le métal rouillé ou le plastique. Ils apparaissent souvent dans des habitats non occupés par les plantes à graines qui sont plus envahissantes.
Sur la Grande Ile d’Hawaii, les lichens colonisent souvent de jeunes coulées de lave, en particulier celles composées de lave a’a. Les lichens contribuent au développement du sol en fournissant des matières organiques et, quand ils ont la capacité de fixer l’azote, ils peuvent l’ajouter à l’environnement. Cela permet de préparer le terrain pour le développement des espèces végétales. Certains types de lichens rencontrés à Hawaii sont également les premiers à coloniser des régions volcaniques ailleurs dans le monde comme les Caraïbes, les Açores, La Réunion, les îles Canaries, et en Afrique.
Bien qu’ils soient capables de tolérer des conditions environnementales extrêmes, certains lichens sont très sensibles à la pollution de l’air. Les lichens peuvent retenir pendant des dizaines ou des centaines d’années les produits chimiques qu’ils absorbent à partir de l’air et de l’eau. Depuis le milieu du 19ème siècle, quand la révolution industrielle a largement contribué à la pollution de l’air, les observateurs ont noté la rareté des lichens dans les milieux urbains.
Toutes les espèces de lichens n’ont pas la même sensibilité à la pollution de l’air, de sorte que la présence ou l’absence de certains lichens dans une zone peut être utilisée pour cartographier les concentrations de polluants. De nombreuses études à travers le monde ont utilisé les lichens pour évaluer la qualité de l’air.
Les lichens sont particulièrement sensibles au dioxyde de soufre (SO2), un polluant produit par les centrales fonctionnant au charbon et au pétrole, les processus industriels, les automobiles et les volcans, tels que ceux d’Hawaii. Le SO2 dissous dans l’eau devient de l’acide qui est facilement absorbé par les lichens et nuit à leur capacité de photosynthèse. Sans le sucre qui est produit par la photosynthèse et qui contribue à la vie du lichen, l’organisme ne pourrait pas prospérer et finir par mourir. Pour certaines espèces de lichens, le SO2 inhibe également la capacité à se reproduire.
Lorsque l’éruption sommitale du Kilauea a débuté en 2008 dans le cratère de l’Halema’uma’u, d’énormes quantités de SO2 ont été émises par le volcan et les lichens de la région ont beaucoup souffert. On est en droit de penser que la baisse significative des émissions de SO2 mesurées depuis 2008 pourrait se traduire par une reprise partielle de ces lichens. Les lichens peuvent aussi accumuler des éléments présents en faible quantité dans les émissions volcaniques. Des études effectuées sur le Kilauea, ainsi que sur l’Etna et Vulcano en Italie, montrent que dans les zones sous le vent lourdement impactées par les panaches volcaniques, les lichens contiennent une concentration plus élevée de polluants volcaniques tels que le fluor, le brome et des métaux tels que le cuivre, le plomb, le zinc, l’or, le mercure et l’antimoine.
Les zones riches en végétaux peuvent intercepter le SO2 et « nettoyer » l’air, ce qui génère un microclimat plus adapté aux lichens. Certains habitants d’Hawaï ont remarqué qu’ils étaient moins gênés par la pollution volcanique, ou vog, dans les zones fortement boisées que dans les zones voisines qui sont dépourvues de végétation.

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drapeau anglaisThe Hawaiian Volcanoes Observatory recently released an interesting article about the behaviour of lichens on volcanoes. We learn that lichens are tough organisms adapted to life in extreme environments. They can survive heat, cold, drought, or an abundance of rain. They live on bare soil, tree bark, woody debris, and rocks, as well as on rusty metal and plastic.

On Hawaii Island, lichens are important colonists of young lava flows, particularly aa lava. Lichens contribute to the accumulation of soil by supplying organic matter, and nitrogen-fixing lichens may add nitrogen to the environment. This helps set the stage for future development of plant communities. Certain types of lichens found in Hawaii are also important pioneers of young volcanic landscapes in other parts of the world, including the Caribbean, the Azores, La Reunion Island, the Canary Islands, and Africa.

Although able to tolerate environmental extremes, some lichens are quite sensitive to air pollution. Lichens retain the chemicals they absorb from air and water over periods of tens to hundreds of years. Since the mid-19th century, when the industrial revolution began producing increased levels of air pollution, observers have noted the scarcity of lichens growing in urban settings.

Lichen species differ in their sensitivity to air pollution, and the presence or absence of different lichens in an area has been used to map concentrations of pollutants. Hundreds of studies around the world have used lichens to assess air quality.

Lichens are particularly sensitive to sulphur dioxide (SO2), a pollutant produced by coal- and oil-burning power plants, industrial processes, automobiles, and volcanoes, such as those here in Hawaii. SO2 dissolved in water is acidic, is readily absorbed by lichens, and damages their ability to photosynthesize. Without the sugar which is produced through photosynthesis and which fuels the lichen’s life, the organism will fail to thrive and may eventually die. For some species, SO2 also inhibits the ability of lichens to reproduce.

When the summit eruption of Kilauea began in 2008 within Halema’uma’u Crater, huge amounts of SO2 were released, and lichens in the area suffered. One might expect that the significant decline in emissions measured since 2008 could be reflected in a partial recovery of these lichens. Lichens can also accumulate trace elements present in volcanic emissions. Studies at Kilauea, as well as at Mount Etna and Vulcano in Italy, show that in downwind areas heavily impacted by volcanic plumes, lichens contain a higher concentration of volcanic pollutants. These include fluoride, bromide, and metals, such as copper, lead, zinc, gold, mercury and antimony.

Heavily vegetated areas can intercept SO2, effectively “scrubbing” the air to provide a microclimate that is more hospitable to lichens. Some Hawaii residents have noted that they are less irritated by volcanic pollution, or vog, in heavily forested areas than in adjacent exposed areas.

Lichens 01

Lichens en Islande

Lichens 02

Photos: C. Grandpey

 

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