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La campagne SWINGS, c’est parti !

Pourquoi cette campagne océanographique ?

Comprendre comment l’océan Indien Sud-Ouest austral absorbe le dioxyde de carbone et mieux connaître les éléments chimiques qui le composent, tels sont les objectifs principaux de cette campagne. Grâce à l’expédition scientifique SWINGS (South West Indian Geotraces Section), l’Océan austral n’aura plus aucun secret pour 48 scientifiques de nombreuses nationalités : française, américaine, sud-africaine, anglaise, suisse… Ces derniers étudieront plus précisément comment des espèces chimiques essentielles au développement de la vie y sont apportées, transformées, transportées par les courants et sédimentées dans les abysses.

L’océan séquestre le CO2 de l’atmosphère soit par voie physique, avec une simple dissolution, soit par voie biologique grâce à la photosynthèse du phytoplancton. Un des objectifs de SWINGS est d’évaluer l’activité de ces microorganismes dont le développement dépend de la présence d’éléments chimiques aux concentrations très faibles. Ces éléments» sont la cible principale de SWINGS.

Organisation de cette expédition

Catherine Jeandel, océanographe géochimiste toulousaine, et Hélène Planquette, bio géochimiste marine brestoise, toutes deux chercheuses au CNRS, pilotent cette expédition scientifique. Avec toute leur équipe, elles largueront les amarres le 13 janvier 2021 du port de la Réunion jusqu’au 8 mars afin de mener leur mission d’exploration et de mesures durant 8 semaines. Pour cette mission, une longue organisation a été nécessaire et la logistique est essentielle. Au côté des chercheuses et chercheurs, différents métiers et spécialités scientifiques sont mobilisés : des ingénieurs, des techniciens, chimistes, géologues, biologistes, climatologues, physiciens… Mais des artistes seront aussi présents sur le navire. Sybille d’Orgeval et Laurent Godard réaliseront un documentaire dans lequel ils souhaitent apporter une touche importante d’humanisme, dans cette course à la connaissance.

Voici les brestois qui feront partie de l’aventure : Hélène Planquette, Frédéric Planchon, Edwin Cotard (M2), Corentin Baudet (doctorant), Wen-Hsuan Liao, Maria-Elena Vorrath, David Gonzalez-Santana (tous trois postdoctorants), Emmanuel de Saint Leger et Fabien Perault (tous deux DT INSU).

La campagne SWINGS, c’est une durée de 52 jours, 105 personnes à bord, 11,6 tonnes de vivres, 14 400 litres d’eau potable, 21 tonnes d’équipement scientifique et 11 500 piles.

Historique

SWINGS s’inscrit dans le programme mondial GEOTRACES, qui construit depuis 2010 un atlas chimique des océans. Les cycles biogéochimiques du carbone et de l’azote sont étudiés ; les éléments en traces et leurs isotopes sont quantifiés. Ces données sont acquises selon des protocoles très stricts, comparées et validées entre les différents pays et mises à disposition en « open source » dans une banque de données.

Surface, colonnes d’eau, profondeur des océans : aucune zone n’échappe à SWINGS

Une mission de l’ampleur de SWINGS est l’occasion rêvée pour récupérer une masse de données et ainsi saisir l’ensemble des mécanismes permettant de séquestrer du CO2 dans cette région du monde et de participer à la limitation du changement climatique. Il est essentiel de déterminer les sources de ces éléments en traces. Arrivent-ils par les vents, par les courants, par les sédiments ou les sources hydrothermales profondes ? Comment sont-ils transportés au sein de l’océan : sous forme de particules ou dissous dans les courants ? Comment sédimentent-ils et à quelle vitesse par exemple ? Pour cela, d’autres traceurs seront mesurés.

Autre espoir de la mission : détecter une nouvelle source hydrothermale, au niveau de la montagne sous-marine appelée « ride sud-ouest indienne ». En effet, c’est au niveau de ces « rides » que les plaques tectoniques s’écartent, laissant la possibilité à du magma profond de remonter en surface. Ces « mini volcans », sont aussi souvent le siège de geysers sous-marins, appelés fumeurs hydrothermaux. Il s’agit d’une eau sous pression, chimiquement riche en métaux, donc une source potentielle d’éléments-traces intéressants pour SWINGS.

Enfin, l’étude des courants et des masses d’eau qu’ils transportent sera aussi une recherche importante pour l’expédition scientifique.

Un bateau équipé pour l’occasion

Le bateau est un élément essentiel pour la mission et le projet. Le Marion Dufresne II, surnommé aussi le “Marduf”, porte le nom d’un célèbre explorateur français du 18ème siècle. Avec ses 120 m de long et ses 650 m² de laboratoires, un héliport, un système de treuillage, un sondeur multifaisceaux mais aussi son carottier géant reconnu pour être un des seuls pouvant atteindre plus de 60 m de longueur, le navire est le parfait allié pour cette expédition. Néanmoins, Swings manquait de place ! Plusieurs cabines ont été transformées en laboratoire.

Durant la mission, plusieurs instruments seront déployés, afin de collecter de la surface jusqu’aux sédiments les échantillons renfermant les fameux « traceurs ».

Des étudiants de master, seront présents durant la mission, une réelle chance pour eux d’être au cœur de la recherche. Ils seront essentiellement sur le navire pour parfaire leurs compétences, conduire leur sujet de recherche et apprendre auprès de scientifiques renommés.

Déterminés, impatients, et avides de nouvelles données scientifiques, après plusieurs mois d’organisation, tous les membres de l’équipe sont désormais prêts à larguer les amarres. Durant 8 semaines, ils vivront à leurs rythmes entre les recherches scientifiques concluantes, les désillusions, les complications, les moments de joie, les fous rires, et l’esprit d’équipe. L’invitation est lancée, alors swingons ensemble !

 

Le site Exploreur de l’Université fédérale de Toulouse fera vivre à travers huit articles, la recherche effectuée sur le bateau (ses enjeux, ses outils), huit portraits parmi les scientifiques de l’équipe, et en bonus, un petit journal de bord avec des questions diverses de la vie quotidienne sur le navire.

 

Source de l’article – copublication CNRS Le journal et Exploreur

 

Crédit photos

Sébastien Hervé / UBO

Frédéric Planchon / UBO

Contacts

Hélène Planquette / CNRS

Catherine Jeandel / CNRS

L’Arctique en pleine transformation

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.

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Stefan Hendricks

Aridane Gonzalez Gonzalez

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Hélène Planquette

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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.

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