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Diatomées et biomarqueurs : applications pour l’étude du climat

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Diatomées et biomarqueurs : applications pour l’étude du climat et des écosystèmes polaires

Les glaces des pôles jouent un rôle important dans la dynamique du climat mondial en interagissant avec l’atmosphère et les océans. Guillaume Massé, chargé de recherche au CNRS au laboratoire d'océanographie et du climat : expérimentations et approches numériques (LOCEAN, UPMC/CNRS/MNHN/IRD) s’intéresse de près à ces acteurs du climat et témoins de son évolution.

 

Au nord, l’océan Arctique

L’Arctique est un vaste océan de 13 millions de km2 presque entièrement entouré de terres habitées. La partie centrale est occupée par une banquise permanente qui, durant l’hiver, s’étend du Pacifique (détroit de Béring) à l’Atlantique en longeant les côtes du Groenland. La seule ouverture, large de 1.500 km, se situe entre le Groenland et la Norvège. Cette organisation spatiale structure la circulation atmosphérique et océanique et permet la rencontre du courant chaud du Gulf Stream et du courant froid du Labrador. Certains scénarios envisagent la disparition progressive de la banquise arctique estivale et de l’inlandsis groenlandais sous l’effet du réchauffement climatique.

 

Au sud, le continent Antarctique

L’Antarctique est un continent recouvert de glace de plus de 14 millions de km2, sans population humaine permanente, isolé des autres continents par l’océan Austral. En barrant la route aux influences tempérées des océans voisins, le courant circumpolaire antarctique a favorisé le refroidissement et l’accumulation des glaces sur le continent.

 

Variations de la banquise et variations climatiques associées

Les cycles saisonniers de la glace de mer agissent à la fois sur les échanges de chaleur et de gaz entre l'océan et l'atmosphère, la formation d'eaux intermédiaires et profondes, les cycles biogéochimiques et la pompe biologique. Le couvert de banquise est particulièrement sensible au réchauffement climatique.

 

Les températures annuelles ont en moyenne augmenté de 2 à 3 degrés depuis le milieu du XXe siècle en Arctique, provoquant une fonte accélérée des glaciers, le dégel du permafrost ainsi qu’une réduction dramatique de la surface couverte par la banquise. Lorsqu’elle fond, le surplus d’eau de faible salinité en surface influence la circulation océanique profonde et donc le climat.

 

Certaines études suggèrent que la composition en carbone 13 de la matière organique présente dans des sédiments collectés varie en fonction des apports des peuplements de microalgues de glace et donc que ces variations peuvent être utilisées en tant qu’indicateurs des niveaux de glace passés. Malgré des conditions climatiques extrêmes (faible luminosité, température inférieure à 0°C, salinité élevée), on observe une grande abondance de microalgues se développant à l’interface entre la glace et les eaux libres du dessous. Ces microalgues synthétisent des marqueurs lipidiques spécifiques. L’abondance de ces marqueurs associée à des mesures de la diversité spécifique des diatomées dans des carottes de sédiments datées a été utilisée avec succès comme proxy des variations historiques de la banquise antarctique.

 

Les microfossiles calcaires sont aussi parfois utilisés comme indicateurs de niveau de glace même si leur faible abondance et diversité dans ces environnements pose parfois certains problèmes.

 

L’étude de ces marqueurs au sein de la faune et de la flore polaire permet de mettre en évidence la relation entre banquise et organismes polaires et de mieux appréhender l’avenir des écosystèmes polaires dans le contexte du réchauffement climatique actuel.

 

Pour en savoir plus :

Laboratoire d'océanographie et du climat : expérimentations et approches numériquesNouvelle fenêtre

 

Le programme TakuvikNouvelle fenêtre ou comprendre l'impact des changements climatiques et de l'industrialisation dans l'Arctique canadien

Le programme Takuvik vise l'étude des écosystèmes océaniques et terrestres arctiques ainsi que l'interaction entre ces deux composantes. Une unité mixte de recherche internationale (UMI) entre l'Université Laval de Québec et le CNRS-INSU a été créée à l’initiative de Marcel Babin, Jean Carignan et Louis Fortier, tous trois acteurs de premier plan dans la recherche arctique mondiale. Le programme de recherche de cette UMI comporte plusieurs volets :

  • Le volet océan concerne l'observation continue de l'océan (autonome in situ et par télédétection) et la modélisation. Des approches de paléocéanographie servent à confronter le passé au présent.
  • Le volet terrestre s'intéresse aux impacts des changements climatiques et des nouvelles activités humaines sur la dynamique du permafrost et sur les flux de métaux dans l'environnement (écosystèmes et géosystèmes).

 

Les travaux de l'UMI bénéficient de l'infrastructure de recherche arctique gérée par l'Université Laval, y compris le brise-glace de recherche NGCC AmundsenNouvelle fenêtre, le réseau de stations de recherche du Centre d'Études NordiquesNouvelle fenêtre, et les équipements du groupe Québec-OcéanNouvelle fenêtre. De plus, l'UMI peut accéder au Réseau de Centres d'Excellence ArcticNetNouvelle fenêtre dont le siège est localisé à l'Université Laval, et aux nombreuses autres infrastructures de recherche arctique du Canada.

 

ArticNetNouvelle fenêtre

ArcticNet est un réseau de centres d’excellence du Canada qui regroupe des scientifiques et des gestionnaires en sciences naturelles, en science de la santé et en sciences sociales avec leurs partenaires des organisations inuites, des communautés nordiques, des organismes fédéraux et provinciaux ainsi que du secteur privé. L'objectif d'ArcticNet est d'étudier les impacts des changements climatiques dans l'Arctique canadien côtier. Plus de 145 chercheurs d’ArcticNet, issus de 30 universités canadiennes et 8 ministères fédéraux collaborent avec des équipes de recherche provenant de 12 pays.

 

L’Institut polaire français Paul Émile VictorNouvelle fenêtre (IPEV)

L'Institut polaire français Paul Émile Victor (IPEV) est un Groupement d'Intérêt Public (GIP) constitué de neuf organismes publics ou parapublics (ministère de la Recherche, ministère des Affaires étrangères, CNRS, Ifremer, CEA, TAAF, Météo-France, CNES, Expéditions Polaires Françaises). L'IPEV est une agence de moyens et de compétences au service des laboratoires nationaux rattachés à des structures dont la vocation est la recherche scientifique (universités, CNRS, CEA, INRA...). Son rôle est d'offrir un cadre juridique ainsi que les moyens humains, logistiques, techniques et financiers nécessaires au développement de la recherche française dans les régions polaires.



01/10/12