Archive d’étiquettes pour : pompe biologique de carbone

APERO : Une campagne sous canicule

, ,

Objectifs de la campagne

APERO s’est déroulée sur le Pourquoi Pas ? et le Thalassa du 3 juin au 15 Juillet 2023 dans l’Atlantique Nord Est, au Sud-Ouest de l’Irlande (65 embarquants au total). Le projet a pour objectif de mieux comprendre les processus qui contraignent l’export de carbone et son stockage dans l’océan profond (Pompe Biologique de Carbone), ceci aux petites échelles frontales et tourbillonnaires. Ce projet entre dans le cadre international d’un programme soutenu par l’ONU (Décennie des Océans), JETZON (Joint Exploration of the Twilight Zone Ocean Network)). Bien que relativement ancien, le questionnement scientifique (devenir du carbone dans la colonne d’eau) n’a jamais été réellement abordé d’une manière approfondie avant les années 2010. En effet, ce n’est que tout récemment que les moyens d’observation permettent d’échantillonner cette zone obscure (twilight zone) de l’océan. Au-delà de l’apparition de plateformes autonomes (flotteurs Argo, gliders), le développement de nouveaux capteurs optiques, acoustiques, en imagerie, souvent miniaturisés, d’une instrumentation toujours plus ciblée, ainsi que le coût de plus en plus abordable de la biologie moléculaire, ouvrent de nouvelles voies dans la description et la compréhension du cycle du carbone océanique et du fonctionnement de l’écosystème méso pélagique (200-1000m).

Et après ?

S’appuyant sur une collaboration internationale importante (USA, GB, Allemagne, Australie, Espagne), élaborée sur la base d’une interdisciplinarité incontournable (de la physique à l’échelle des fronts à la biologie moléculaire, en passant par la biogéochimie, la physiologie, l’écologie), un des legs principaux d’APERO sera l’existence d’une base de données complète et cohérente, d’une richesse exceptionnelle. En synergie étroite avec les campagnes américaines et anglaises sur la même thématique, dans des régimes océaniques différents, un autre apport du programme devrait être concrétisé à terme par une amélioration des modèles de climat, type GIEC, avec une représentation plus précise de la biodégradation du carbone exporté vers l’océan profond (processus qui régule les échelles de temps de stockage du carbone par l’océan).

Bonne pêche avec le chalut THA !! Un myctophidé

Trajectoire modifiée en raison des fortes chaleurs

À noter que le changement climatique a eu un impact très profond, non anticipé, sur la campagne. Alors que l’Atlantique Nord Est est une région peu impactée par les vagues de chaleur, il s’est avéré que, pour la première fois, une vague de chaleur marine s’est déroulée juste au moment de la campagne (température de la surface de l’océan supérieure de 3°C par rapport à la moyenne climatique – 6°C pour l’atmosphère). La date de la campagne avait été choisie pour se retrouver au moment de l’export maximal de carbone vers l’océan profond (après la floraison/bloom printanier). De fait, ces conditions exceptionnelles ont induit une stratification de l’océan nettement supérieure à ce que l’on pouvait attendre, ce qui fait que nous nous trouvions en plein milieu d’un désert. Par l’intermédiaire d’analyses de données satellitaires, effectuées en temps réel à terre, les navires ont été « déportés » plus au nord, où l’activité biologique semblait encore être importante. Ceci a permis entre autres aux navigants de vivre deux tempêtes intenses de 3/4 jours, ce qui n’a pas simplifié la vie sur les navires, ni la stratégie d’échantillonnage. Ceci dit, toutes les mesures prévues ont bien été faites in fine (à cet égard, les marins de la flotte doivent sincèrement être remerciés, leur implication ayant été totale). Le contexte spécifique de la campagne demandera certainement une interprétation globale des données plus ouverte, et certainement tout autant, sinon plus, intéressante.

Anomalie de température au 22 Juin 2023 (base : 1971-2000). Carré jaune : zone APERO

Crédit photos

Simon Rondeau

Université du Maine

Contact

Laurent Memery / CNRS

La pompe biologique de carbone, régulatrice du climat

L’océan joue un rôle fondamental de régulateur du climat. Mais, s’il contribue à ralentir le changement climatique, les émissions de CO2 viennent également perturber des processus naturels avec des impacts plus ou moins certains sur les écosystèmes marins.

Le phytoplancton, acteur de la pompe biologique de carbone

A la surface de l’océan, vivent des algues microscopiques qui dérivent, connues sous le nom de phytoplancton. Elles ont accès à la lumière du soleil et utilisent son énergie pour faire de la photosynthèse. Elles transforment ainsi le CO2 et produisent plus de la moitié de l’oxygène que nous respirons. Le carbone fixé par ces organismes permet de nourrir les animaux marins. Les particules (pelotes fécales, cellules mortes, détritus) migrent ensuite vers le fond. Une petite partie atteint les profondeurs et est alors stockée dans les sédiments pour des millénaires. On appelle ce phénomène la pompe biologique de carbone. Il limite la quantité de CO2 présent dans l’atmosphère et participe à la régulation du climat.

Le projet BioPSis

BioPSis est un projet du LEMAR qui s’intéresse à deux types de phytoplancton acteurs de la pompe biologique de carbone : les diatomées et les cyanobactéries. Les diatomées sont des algues microscopiques avec une carapace à base de silice (composant du verre) qui sont à l’origine d’un quart de l’oxygène que nous respirons. Elles produisent également une très grande quantité de matière organique, à la base de la chaîne alimentaire marine. Les cyanobactéries sont des bactéries photosynthétiques qui sont apparues il y a 3,5 milliards d’années. On les retrouve généralement dans les eaux chaudes. Elles peuvent également cumuler de la silice et forment ainsi des agrégats de matière organique qui transportent le carbone vers les profondeurs de l’océan.

Le but de BioPSis est d’étudier l’efficacité de ces deux types d’algues dans la pompe biologique de carbone dans le contexte du changement climatique et dans deux milieux différents : l’océan Arctique pour les diatomées et la mer des Sargasses pour les cyanobactéries. Le changement climatique modifie les courants marins, ce qui diminue la quantité de nutriments présents à la surface des océans. L’enjeu est de savoir quel est l’impact de cette limitation en nutriments sur le comportement des diatomées et des cyanobactéries et si celui-ci limite le transport de carbone vers les profondeurs.

Le projet Greenedge

Greenedge est un projet international multidisciplinaire auquel participe le LEMAR. Son objet d’étude: le phénomène de bloom printanier en Arctique. Dans cette région, le phytoplancton est essentiellement composé de diatomées et de dinoflagellés. Au printemps, la fonte des glaces permet à la lumière de s’infiltrer et aux nutriments de remonter à la surface favorisant ainsi le développement des micro-algues. L’explosion massive du nombre de cellules phytoplanctoniques est appelée le bloom, qui est à la base de toute la chaîne alimentaire.

Avec le changement climatique et la diminution de l’étendue de la banquise, il arrive que le bloom ait lieu plus tôt dans l’année. Il peut également y avoir un autre bloom à l’automne. Les chercheurs tentent de mieux comprendre les grands cycles biogéochimiques et l’impact sur le réseau trophique en Arctique, c’est-à-dire sur l’ensemble des chaînes alimentaires reliées entre elles dans cet écosystème.

Le projet BioPSis, financé par l’Agence nationale de la recherche (ANR) pour une durée de 4 ans, a commencé le 1er février 2017. Il est coordonné par Brivaëla Moriceau du LEMAR.

Le projet Greenedge est financé par l’ANR 2014 – 2019. Il est porté par l’Unité Mixte Internationale Takuvik, issue d’un partenariat entre l’Université de Laval (Canada) et le CNRS. Le LEMAR est partenaire du projet. Site pédagogique pour découvrir l’océan Arctique et le projet Greenedge : http://www.aoa.education/fr

Contact: brivaela.moriceau@univ-brest.fr

 

Repère: la stratification de l’océan

Archive d’étiquettes pour : pompe biologique de carbone

L’Océan au coeur des enjeux climatiques

L’OCEAN AU CŒUR DES ENJEUX CLIMATIQUES

Comprendre les processus à l’œuvre dans le cadre du changement climatique est un véritable enjeu pour les sociétés humaines, pour aujourd’hui, mais également pour le futur. Car l’océan est un acteur fondamental de la régulation du climat : il emmagasine, transporte la chaleur et absorbe une quantité de CO2 très importante. Les scientifiques s’attachent à comprendre les interactions entre l’océan et le climat en étudiant les processus physiques, chimiques et biologiques qui sont à l’œuvre. Ils essaient de répondre aux questions suivantes : En quoi l’océan influence-t-il le climat ? Dans quelle mesure les changements climatiques actuels ont-ils un impact sur l’océan, les littoraux, sur les écosystèmes et sur les sociétés humaines ? De nos jours, la majorité des chercheurs  qui travaillent en sciences de la mer sont concernés, de près ou de loin, par des questions qui sont liées au climat.

Connaître le passé

Connaître le passé

Comprendre le présent

Comprendre le présent

Préparer l’avenir

Préparer l’avenir