L'impact du changement climatique sur les cascades d'eau dense de l'océan Arctique

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Le changement climatique affecte les quatre coins de la planète, aussi bien à la surface de la Terre que sous le sol. Une des régions les plus sensibles aux changements de températures est l'océan Arctique, mais les scientifiques espèrent trouver les meilleures solutions pour protéger cette région. Une des équipes actives dans ce domaine utilise le financement de l'UE pour effectuer des recherches sur la relation entre le phénomène des cascades d'eau dense de la zone et le changement climatique dans une région à l'ouest des îles Svalbard, situées entre la Norvège et le pôle Nord.

Leur recherche est en partie financée par le projet HERMIONE (« Hotspot ecosystem research and Man's impact on European seas»), qui a reçu 8 millions d'euros au titre du thème «Environnement» du septième programme-cadre de l'UE. L'équipe est menée par l'université de Barcelone (UB) en Espagne, et espère approfondir les connaissances relatives au fonctionnement des écosystèmes des mers profondes, déterminer la façon dont ils contribuent à la production des biens et services, et détecter la façon dont l'activité humaine affecte le sol océanique.

Le refroidissement ou l'évaporation des eaux de surface forme des cascades d'eau dense, qui transportent souvent la matière et l'énergie vers le plancher océanique, en transportant de façon efficace l'oxygène et les nutriments dans des zones situées bien en-dessous de la surface océanique. Lorsque les eaux de surface ne se refroidissent pas normalement, en raison de facteurs environnementaux tels que le réchauffement planétaire, le processus de transfert peut être entravé, ce qui à son tour aurait un impact sur l'équilibre des écosystèmes en haute mer.

«Des centaines de mètres sous la surface, le mécanisme de cascade représente désormais une preuve supplémentaire de l'influence croissante du changement climatique», affirme l'auteur principal Miquel Canals, responsable du groupe de recherche en géosciences marines de l'UB.

L'océan Arctique est une des meilleures régions pour l'étude du phénomène de cascade. L'équipe, à bord de la croisière de recherche RV Jan Mayen qui est conduite par l'université de Tromso en Norvège, a installé une séries d'instruments de dernière technologie sur le plancher océanique afin d'enregistrer des données concernant les cascades d'eau dense et d'évaluer leur impact sur l'écosystème marin et les zones de mer profonde.

«Notre objectif consiste à comprendre la dynamique de cascade dans les latitudes polaires et à étudier les changements environnementaux que le phénomène pourrait apporter sur le plancher océanique», a expliqué Anna Sánchez-Vidal, chercheur du département de stratigraphie, de paléontologie et de géosciences marines. «Afin d'obtenir des données, nous avons installé quatre lignes d'amarre avec des ampèremètres et des bacs de sédimentation de profondeurs de 1000, 1250, 1500 et 2000 mètres», a-t-elle ajouté.

Les données océanographiques et géochimiques seront enregistrées à intervalles réguliers. Ces données seront collectées l'été prochain.

«Les données nous fourniront une série chronologique de mesures présentant les propriétés des masses d'eau à différents moments (vitesse et direction du courant, température, salinité, turbidité, ?) et le profil de transport de sédiments», a fait remarquer le Dr Sánchez-Vidal. Des tests effectués sur des micro-organismes enrichiront les données, notamment car ils constitueront des indicateurs importants des changements environnementaux dans les écosystèmes de mer profonde.

Bien que le bassin méditerranéen ait été un site populaire pour la recherche dans le phénomène de cascade, l'Arctique offre aux scientifiques une série diverse de conditions. «La surface de l'océan Arctique est composée d'une partie qui reste glacée toute l'année et d'une autre plus grande partie qui gèle durant l'hiver, ce qui conduit à un schéma différent de cascade», a expliqué le Dr Antoni Calafat, un géologue également du département de stratigraphie, de paléontologie et de géosciences marines de l'UB.

«La glace est un bon isolant thermique. Par ailleurs, dans l'Arctique nous trouvons également des «polynas», des zones d'eau ouvertes entourées par la surface de glace où le vent refroidit les masses d'eau de surface et accélère la formation d'eau dense», a-t-il ajouté.

«Toutefois, ce processus dépend des conditions saisonnières et peut varier d'année en année. Le soulagement du plancher océanique est également différent dans l'Arctique de celui du bassin méditerranéen, et le processus de cascade pourrait transporter de grandes quantités de matière organique à des zones plus profondes.»

En commentant l'impact du soulagement du plancher océanique sur la dynamique courante au cours de la cascade, a déclaré Ruth Duran de l'UB: «Les paramètres morphologiques des îles Svalbard sont très différents de ceux du bassin méditerranéen. Nous savons que la morphologie, comme dans le cas du Cap de Creus, détermine l'intensité et la direction des courants dans la Méditerranée. C'est pourquoi au cours de l'expédition nous avons produit des cartes détaillées du plancher océanique dans la zone d'étude - en couvrant quelques 2 600 kilomètres carrés - qui n'avaient pas été totalement cartographiées jusqu'à présent, et cela nous a permis de déterminer les sites précis afin d'installer les lignes d'amarre.»

Des scientifiques de France, d'Italie, de Norvège et d'Espagne ont apporté leur contribution à l'étude.

Source : Communautés européennes, 1990-2010 / CORDIS
http://cordis.europa.eu/