L’Arctique en pleine transformation

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Une nouvelle étude menée par des chercheurs de la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) et leurs collègues internationaux a révélé que les eaux de ruissellement des rivières et des sédiments du plateau continental apportent des quantités importantes de carbone et de métaux traces dans certaines parties de l’océan Arctique via la dérive transpolaire, un courant de surface important qui fait passer l’eau de la Sibérie à l’océan Atlantique Nord en passant par le pôle Nord. Ces efforts de recherche ont été réalisés dans le cadre du programme international GEOTRACES au cours duquel 2 expéditions ont été menées en 2015 dans l’Arctique Central.

Ces résultats ont été publiés cette semaine dans le Journal of Geophysical Research-Oceans. 4 laboratoires français ont participé à cette étude dont le LEMAR et plus particulièrement Hélène Planquette, chargée de recherche au CNRS et Aridane G. González, maintenant en poste à l’ Oceanography and Global Change Institute (IOCAG, Las Palmas, Espagne).

Importance des éléments traces et des nutriments

« De nombreux éléments traces qui pénètrent dans l’océan en provenance des rivières et des sédiments du plateau continental sont rapidement éliminés de la colonne d’eau », explique Matthew Charette, biogéochimiste marin du WHOI et auteur principal de l’étude. « Mais dans l’Arctique, ils sont liés à l’abondante matière organique des rivières, ce qui permet de transporter le mélange jusqu’à l’Arctique central, à plus de 1 000 kilomètres de leur source ».

Les éléments traces, comme le fer, constituent des éléments de base essentiels à la vie océanique. À mesure que l’Arctique se réchauffe et que de grandes parties de l’océan se libèrent de la glace pendant de longues périodes, les algues marines deviennent plus productives. Une plus grande abondance d’éléments traces provenant des rivières et des sédiments du plateau continental peut entraîner une augmentation des nutriments atteignant le centre de l’océan Arctique, ce qui alimente davantage la production d’algues.

« Il est difficile de dire exactement quels changements cela pourrait induire », déclare M. Charette. « mais nous savons que la structure des écosystèmes marins est déterminée par la disponibilité des nutriments ».

Les nutriments alimentent la croissance du phytoplancton, une algue microscopique qui constitue la base de la chaîne alimentaire marine. En général, plus de phytoplancton apporte plus de zooplancton, c’est-à-dire de petits poissons et crustacés, qui peuvent ensuite être consommés par les prédateurs océaniques supérieurs comme les phoques et les baleines.

On s’attend à ce que les concentrations d’éléments traces et de nutriments, auparavant enfermés dans les sols gelés (permafrost), augmentent à mesure qu’une plus grande quantité de ruissellement fluvial atteint l’Arctique, qui se réchauffe à un rythme beaucoup plus rapide que la plupart des autres régions du monde.  Bien qu’une augmentation des nutriments puisse stimuler la productivité marine de l’Arctique, M. Charette met en garde sur le fait que la perte continue de glace de mer va encore aggraver le réchauffement climatique, ce qui aura un impact plus large sur les écosystèmes.

« L’Arctique joue un rôle important dans la régulation du climat de la Terre, la couverture de glace réfléchissant la lumière du soleil vers l’espace, ce qui contribue à atténuer la hausse des températures mondiales due aux émissions de gaz à effet de serre », ajoute-t-il. « Une fois la glace disparue, l’océan Arctique absorbera davantage de chaleur de l’atmosphère, ce qui ne fera qu’aggraver notre situation climatique ».

Le financement de GEOTRACES arctique a été assuré par la Fondation nationale des sciences des États-Unis, le Conseil suédois de la recherche Formas, l’Agence nationale de la recherche française (ANR) et le LabexMER, l’Organisation néerlandaise pour la recherche scientifique et le fonds de recherche indépendant danois. Les expéditions Arctic GEOTRACES ont été soutenues par les capitaines et les équipages de l’USCGC Healy et du R/V Polarstern.

Principaux points à retenir :

– Les eaux de ruissellement des rivières et des sédiments du plateau continental apportent des quantités importantes de carbone et de métaux traces dans certaines parties de l’océan Arctique via la dérive transpolaire.

– Les niveaux de nutriments et la productivité pourraient augmenter dans l’Arctique grâce à l’apport supplémentaire de ces nutriments, mais la perte de la couverture de glace continuera d’aggraver le réchauffement général et influencera la structure des écosystèmes.

Crédit photos

Stefan Hendricks

Aridane Gonzalez Gonzalez

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Hélène Planquette