Pour fêter les 75 ans de l’IRD, la délégation régionale IRD OUEST propose une exposition : « Quand la science océanographique veut faire de l’Art » du 15 au 27 février 2019 de 10h à 18h dans les halls de l’IUEM. Des photographies et dessins des agents IRD, des élèves de terminale en Arts Appliqués et de 1ère scientifique du lycée Vauban de Brest seront présentés ainsi que des ouvrages anciens mis à disposition par la BLP. Le vernissage aura lieu le 25 février à 11h à l’IUEM avec le groupe Grand Dakar. Les films des projets AWA, PIRATA et PADDLE y seront diffusés. Gildas Roudaut du Lemar nous présentera également des techniques de photographies aériennes par cerf volant.

Crédit photo : Gildas Roudaut / IRD.

Contact : Christelle Guenneguez

Il y a environ 635 à 720 millions d’années, notre planète traversait une période glaciaire des plus froides durant laquelle la Terre était entièrement recouverte de glaces. La question de savoir comment la vie a survécu à ces glaciations de type «  Terre boule de neige », et qui ont duré plus de 50 millions d’années, a occupé les scientifiques les plus éminents pendant de nombreuses décennies. Une équipe internationale, dirigée par des chercheurs néerlandais et allemands de l’Institut Max Planck (MPI), a maintenant découvert le premier aperçu détaillé de la vie après la « Boule de neige » sous la forme de molécules anciennes nouvellement découvertes, enterrées dans de vieilles roches. Pierre Sans Jofre du Laboratoire Géosciences océan (LGO) de l’IUEM a participé à cette avancée scientifique publiée dans Nature il y a quelques jours.

« Toutes les formes de vie animale supérieures, y compris les humains, produisent du cholestérol. Les algues et les bactéries produisent leurs propres molécules de graisse caractéristiques », explique Lennart van Maldegem, premier auteur du MPI pour la biogéochimie, qui a récemment rejoint l’Australian National University à Canberra, Australie. « De telles molécules de graisse peuvent survivre dans les roches pendant des millions d’années, en tant que plus vieux vestiges (chimiques) d’organismes, et nous disent maintenant quel type de vie a prospéré dans les anciens océans il y a longtemps ».

Mais les graisses fossiles que les chercheurs ont récemment découvertes dans les roches brésiliennes, déposées juste après la dernière glaciation Boule de neige, ne sont pas celles qu’ils soupçonnaient. « Absolument pas » dit le chef d’équipe Christian Hallmann du MPI pour la biogéochimie, « nous étions complètement perplexes, parce que ces molécules avaient l’air très différentes de ce que nous avons jamais vu auparavant » ! En utilisant des techniques de séparation sophistiquées, l’équipe a réussi à purifier de minuscules quantités de la mystérieuse molécule et à identifier sa structure par résonance magnétique nucléaire dans le département RMN de Christian Griesinger de l’Institut Max Planck de chimie biophysique. Selon Klaus Wolkenstein du MPI pour la chimie biophysique et du Centre de géosciences de l’Université de Göttingen, « c’est très remarquable en soi : Jamais une structure n’a été élucidée avec une si petite quantité d’une si vieille molécule ». La structure a été identifiée chimiquement comme étant 25,28-bisnorgammacerane – en abrégé BNG comme van Maldegem le suggère.

Pourtant, l’origine du composé est restée énigmatique. « Nous avons bien sûr cherché si nous pouvions le trouver ailleurs » dit van Maldegem, qui a ensuite étudié des centaines d’échantillons de roches anciennes, avec un succès plutôt surprenant. « En particulier, les rochers du Grand Canyon nous ont vraiment ouvert les yeux », dit Hallmann. Bien qu’aujourd’hui la plupart du temps très chaudes, ces roches ont également été enfouies sous des kilomètres de glace il y a environ 700 millions d’années. Des analyses supplémentaires détaillées de molécules dans les roches du Grand Canyon – y compris des précurseurs présumés de BNG, la distribution des stéroïdes et des schémas isotopiques stables du carbone – ont conduit les auteurs à conclure que la nouvelle molécule de BNG provient très probablement du plancton hétérotrophe, microbes marins qui dépendent de la consommation d’autres organismes pour gagner en énergie. « Contrairement, par exemple, aux algues vertes qui font de la photosynthèse et appartiennent donc à des organismes autotrophes, ces microorganismes hétérotrophes étaient de véritables prédateurs qui ont gagné de l’énergie en chassant et en dévorant d’autres algues et bactéries », selon van Maldegem.

Bien que la prédation soit courante parmi le plancton dans les océans modernes, la découverte qu’elle était si importante il y a 635 millions d’années, exactement après la glaciation de la Terre en boule de neige, est un événement important pour la communauté scientifique. « Parallèlement à l’apparition de l’énigmatique molécule BNG, nous observons la transition d’un monde dont les océans ne contiennent pratiquement que des bactéries, à un système terrestre plus moderne contenant beaucoup plus d’algues. Nous pensons que la prédation massive a aidé à  » débarrasser  » les océans dominés par les bactéries et à faire de la place pour les algues », dit van Maldegem. Les réseaux d’alimentation plus complexes qui en ont résulté ont fourni les besoins alimentaires nécessaires à l’évolution de formes de vie plus grandes et plus complexes, y compris les lignées dont tous les animaux, et éventuellement nous, les humains, dérivent. L’apparition massive de la prédation a probablement joué un rôle crucial dans la transformation de notre planète et de ses écosystèmes jusqu’à son état actuel.

Crédit photo : Pierre Sans Jofre / UBO

Contact : Pierre Sans Jofre

Quel est l’effet des vagues sur la fonte de la banquise ? Pour répondre à cette question, une série de
mesures inédites va être menée dans les cinq prochaines années. Sous-marins, canot à glace, avion et satellite seront ainsi déployés au niveau de l’estuaire du fleuve Saint-Laurent et de l’océan Arctique, dans le cadre du projet ERC WAAXT mené par Peter Sutherland, chercheur au Laboratoire d’océanographie physique et spatiale (LOPS) rattaché à l’IUEM (UBO/CNRS/Ifremer/IRD).
Les vagues qui frappent la banquise peuvent fragiliser la glace mais peuvent aussi contribuer à l’épaissir. De plus, en fondant, la banquise laisse place à la mer libre et donc à un champ de vagues de plus en plus important.
Afin de mieux comprendre l’effet des vagues sur la banquise, Peter Sutherland veut multiplier les données : « Jusqu’ici, beaucoup d’études théoriques ont été menées sur le sujet.
Mais très peu de campagnes ont eu lieu sur site, en mer, pour valider les outils de calcul. » Pour
combler cette lacune, il a décroché une bourse jeune chercheur de 2 millions d’euros sur
une période de cinq ans, versée par le Conseil européen de la recherche (ERC). Seules cinq
bourses de ce type ont été obtenues par des chercheurs français en 2018 dans le domaine
des sciences de la terre. Le projet s’intitule WAAXT, comme Wave-modulated Arctic Air-sea
eXchanges and Turbulence.
Les premières campagnes de mesure auront lieu dans un laboratoire naturel développé
depuis 2014 par l’Institut des Sciences de la mer de Rimouski, de l’Université de Québec. Il
s’agit d’une baie instrumentée proche de l’institut, un cadre idéal pour étudier des processus
de petite échelle et tester de nouveaux instruments dans une zone contrôlée et accessible
dans des conditions qui ressemblent à l’Arctique. Puis, les avancées faites dans ce laboratoire, côté scientifique et ingénierie, seront appliquées aux expériences à plus grande échelle dans l’océan Arctique.

Une précision de mesure qui va du kilomètre au centimètre 

Dans le cadre du projet WAAXT, des mesures innovantes vont être déployées à toutes les échelles, du kilomètre au centimètre.
Trois petits sous-marins autonomes équipés de capteurs sillonneront la couche limite océanique, sous les vagues et sous la glace, tandis que des mesures par avion et par satellite permettront de
mesurer les vagues et la banquise. En complément, les scientifiques courront à bord d’un canot à glace pour mesurer les propriétés mécaniques de la glace (photo ci-contre).
Originaire du Canada, Peter Sutherland, a fini sa thèse sur la turbulence et les vagues en 2013 aux Etats-Unis (Scripps Institution of Oceanography à San Diego). Il a ensuite effectué un post-doctorat
à Sorbonne Université sur l’interaction entre les vagues et la banquise. Il est arrivé à l’Ifremer en tant que chercheur en océanographie physique en octobre 2015. Pour mener à bien son projet, il va pouvoir s’entourer d’une équipe de deux doctorants et deux post-doctorants.

La fonte de la banquise arctique en quelques chiffres

La banquise couvre en moyenne 5 millions de km2 en période estivale.
C’est une réduction de 3 millions km2 (l’équivalent de 120% de la mer Méditerranée) depuis la fin des années soixante-dix.
Chaque hiver la banquise revient, mais son épaisseur diminue en lien avec la réduction de glace l’été.
L’effet des vagues sur la banquise est mal connu, et constitue une incertitude importante pour les projections à plus long-terme.

Pour en savoir plus
Article scientifique paru en août 2018 sur l’épaississement de la zone de glace sous l’effet des vagues

Vidéo de mesures effectuées par canot à glace au niveau de l’estuaire du fleuve