Bilan de santé détaillé pour l''océan Arctique

Les transformations océaniques induites par le climat sont particulièrement prononcées dans l''océan Arctique, les phénomènes comme la couverture de glace, l''hydrographie et la circulation influençant fortement la productivité biologique et la composition de l''écosystème. Cependant, on ne parvenait pas à comprendre dans le détail cet impact climatique, en raison d''informations limitées sur les interactions chimiques, physiques et biologiques précises sous-jacentes.

La distribution et la composition isotopique de nombreux oligo-éléments et gaz à l''état de trace dans l''océan fournissent des informations sur ces processus biogéochimiques et physiques. Ces derniers affectent, à leur tour, la productivité biologique, le cycle du carbone et l''émission de gaz à l''état de trace importants d''un point de vue climatique, offrant certains micronutriments essentiels (par ex. zinc) et d''autres agissant comme produits toxiques (par ex. mercure).

Étant donné l''augmentation anticipée de l''exploitation des ressources dans la région arctique, et les problèmes plus larges liés au changement climatique, une meilleure compréhension de la distribution et du cycle des oligo-éléments et isotopes (TEI) et des gaz dissous dans l''océan Arctique est nécessaire pour évaluer la résilience et l''avenir de l''océan. L''initiative GEOTRACES-ARCTIC (qui s''inscrit dans le programme GEOTRACES), financée par l''UE, a été mise en place pour répondre à ce besoin en menant une recherche coordonnée dans plusieurs pays.

Tri d''échantillons de sédiments, de surface océanique et d''aérosols

ARCTIC GEOTRACES s''inscrit dans un vaste programme qui couvre les océans du monde, mené à travers une série de croisières dans différentes parties de l''océan afin de cartographier la répartition des oligo-éléments et des isotopes dans un effort de mieux comprendre les processus sous-jacents. Le programme coordonné par plusieurs pays doit s''achever en 2018. Il a trois objectifs principaux. D''abord; établir une base géochimique de l''océan Arctique, puis; comprendre les distributions biogéochimiques actuelles et enfin; prévoir le changement de la géochimie de l''Arctique. L''ampleur de l''étude, constituée de trois programmes de l''UE, du Canada, et des États-Unis recueillant des échantillons de sédiments, de surface océanique et d''aérosol signifie que l''on dispose à présent d''une mine de données pour de nombreuses années d''analyse. Or, les résultats sont déjà disponibles, dont certains ont été récemment présentés à la conférence de l''Association pour les sciences de limnologie et d''océanographie à Hawaii.

Pour prendre l''exemple des niveaux de toxicité présents dans l''océan sous forme de mercure (Hg), dont des niveaux élevés dans le biote marin arctique sont un indicateur d''émissions anthropogéniques, des chercheurs financés par l''UE ont pu enrichir leurs connaissances limitées sur les flux d''Hg dans les fleuves arctiques, notamment les fleuves eurasiens.

Lors de la conférence, ils ont pu présenter des observations saisonnières sur les flux et concentrations de mercure dissous (DHg) et sous forme de particules (PHg) pour deux grands fleuves eurasiens, l''Ienisseï et Severnaya Dvina. Leurs résultats ont révélé d''importants flux DHg et PHg au cours du dégel printanier, suivi d''une seconde vague au cours des crues d''automne. Après une analyse approfondie, l''équipe a présenté un budget révisé du mercure total (THg) de 29 Mg y-1 dans les rivières, ce qui a permis aux modélisateurs de mieux analyser les incertitudes concernant l''enfouissement du Hg sur le plateau continental environnant et sur l''exportation de particules Hg depuis la surface vers l''océan Arctique profond.

La recherche s''est également penchée sur la chimie CO2-carbonate de l''océan Arctique et la couverture de glace. Ces éléments sont importants car le réchauffement de la surface océanique induit par le changement climatique, associé à une fonte accrue de la couverture de glace, ont rafraîchi l''océan supérieur et exposé la surface à l''atmosphère. Ce phénomène a alors un impact direct sur l''échange de dioxyde de carbone (CO2) air-glace-océan, la chimie du carbonate océanique et l''acidification des océans.

L''équipe a trouvé d''autres preuves de la responsabilité de l''activité humaine concernant l''augmentation de la concentration de carbone dans les eaux de l''Atlantique. Dans des eaux intermédiaires (100-1500m de profondeur), ils ont découvert des augmentations significatives de CO2 produit par l''homme dans le bassin Nansen (0,74 ± 0,10 mol C m-2 yr-1) et le bassin Amundsen (0,95 ± 0,25 mol C m-2 yr-1). Cela a conduit à une baisse du pH de 0,02-0,05 unités ces 20 dernières années, entraînant une acidification rapide à ces profondeurs en baissant les états de saturation du carbonate de calcium.

Un des plus grands programmes de recherche de l''Arctique

GEOTRACES vient d''achever 1024 stations d''échantillonnage et 94 croisières. Outre l''organisation de croisières pour rassembler des données, le programme GEOTRACES soutient également des recherches complémentaires qui s''intéressent à des régions ou processus particuliers. Le programme rassemble ensuite les données inter-calibrées sur les oligo-éléments et les isotopes recueillies par d''autres croisières. Ces efforts doivent tous répondre aux critères pertinents du programme et aux directives, et être approuvés par le comité de pilotage international de GEOTRACES. Les informations sur les croisières GEOTRACES sont conservées par le centre de gestion des données internationales (GDAC) de GEOTRACES au Centre de données océanographiques britannique (Liverpool, Royaume-Uni).

Pour plus d''informations, veuillez consulter:
site web du programme
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