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    Le déclin de la banquise arctique entraîne le phytoplancton océanique plus au nord

    Cette image en vraies couleurs, capturé par le satellite NOAA-20 le 30 juillet, 2018, montre une grande prolifération de phytoplancton dans la mer de Barents. Crédit :Laboratoire de visualisation environnementale de la NOAA

    Les proliférations de phytoplancton qui forment la base du réseau trophique marin s'étendent vers le nord dans des eaux libres de glace où elles n'ont jamais été vues auparavant, selon de nouvelles recherches.

    Une nouvelle étude basée sur l'imagerie satellite de la couleur de l'océan révèle des proliférations printanières de phytoplancton dans l'océan Arctique, qui étaient auparavant inexistants, s'étendent vers le nord à raison de 1 degré de latitude par décennie. Bien que fleurit, ou de grandes explosions de phytoplancton, n'existait pas auparavant dans cette zone, le phytoplancton était présent dans le bassin central de l'Arctique à faible biomasse. L'étude a également trouvé la productivité primaire du phytoplancton, ou la vitesse à laquelle le phytoplancton convertit la lumière du soleil en énergie chimique, augmente pendant les floraisons printanières.

    Le déclin de la banquise arctique au cours des dernières décennies a fait place à des zones d'eau libre où le phytoplancton peut prospérer, conduire leur expansion vers le nord, selon les auteurs de l'étude. Les chercheurs ne savent pas quel effet cette expansion aura sur le réseau trophique, mais les résultats suggèrent que le déclin de la couverture de glace a un impact imprévu sur les écosystèmes marins.

    Si la glace de mer continue de diminuer, cela pourrait pousser les proliférations printanières de phytoplancton plus au nord et augmenter encore plus la productivité primaire. Ces changements pourraient affecter le sort de l'océan Arctique en tant que source ou puits de carbone, selon l'étude.

    « Si la banquise disparaît totalement en été, il y aura des conséquences sur la floraison printanière du phytoplancton, " a déclaré Sophie Renaut, un doctorat étudiant à l'Université Laval à Québec, Canada, et auteur principal de la nouvelle étude en Lettres de recherche géophysique , un journal de l'American Geophysical Union. "Nous ne pouvons pas prédire exactement comment il évoluera, mais nous sommes presque sûrs qu'il va y avoir des conséquences drastiques pour l'ensemble de l'écosystème."

    Le phytoplancton dans l'écosystème

    Le phytoplancton est un organisme microscopique qui vit dans l'eau, consomment du dioxyde de carbone et libèrent de l'oxygène par photosynthèse. Dans ce processus, ils convertissent la lumière du soleil en énergie chimique. Le phytoplancton forme la base du réseau trophique marin, nourrir indirectement tout, des petits poissons aux baleines de plusieurs tonnes.

    La croissance du phytoplancton dépend de la disponibilité du dioxyde de carbone, lumière du soleil, nutriments, température et salinité de l'eau, profondeur de l'eau et animaux au pâturage, selon l'Observatoire de la Terre de la NASA. Lorsque les conditions sont idéales, la croissance de la population de phytoplancton peut exploser, ou fleurir. Alors qu'une floraison peut durer plusieurs semaines, la durée de vie d'un phytoplancton individuel dépasse rarement quelques jours.

    Le phytoplancton de l'océan Arctique fleurit généralement chaque printemps. Autrefois, les efflorescences phytoplanctoniques ont été pratiquement absentes des plus hautes latitudes arctiques, car ces zones sont généralement recouvertes de glace de mer. Au cours des dernières décennies, la glace de mer a diminué, rompant plus tôt au printemps ou ne se formant pas du tout dans certaines régions de l'Arctique.

    Estimations des tendances annuelles du flux quotidien de productivité primaire (PP) pendant la floraison printanière du phytoplancton déterminées à partir des données satellites sur la couleur de l'océan. Les pixels verts correspondent aux nouvelles efflorescences printanières de phytoplancton observées depuis 2010. Crédit :S. Renaut et al. 2018

    Dans la nouvelle étude, Renaut et ses collègues voulaient voir si les récents déclins de la banquise avaient eu un effet sur les proliférations printanières de phytoplancton. Ils ont utilisé des observations satellitaires de la couleur de l'océan - qui fournissent des estimations de la biomasse du phytoplancton et de la productivité primaire - pour suivre les changements des proliférations chaque printemps de 2003 à 2013.

    Ils ont découvert que les efflorescences printanières s'étendent plus au nord et augmentent la productivité primaire. Au printemps et en été, la productivité primaire nette dans l'océan Arctique a augmenté de 31 pour cent entre 2003 et 2013, selon l'étude. Les chercheurs ont également découvert que ces fleurs dans les mers de Barents et de Kara, au nord de la Russie, s'étendent vers le nord à raison de 1 degré de latitude par décennie.

    Effets inattendus du déclin de la banquise

    La fonte des glaces de mer survenant plus tôt dans la saison crée de plus grandes zones d'eau libre qui agissent comme des incubateurs pour la croissance du phytoplancton et prolongent leur saison de croissance, selon Renaut.

    Les auteurs soupçonnent que les efflorescences printanières pourraient un jour s'étendre dans le bassin central de l'Arctique, qui englobe presque tout au nord de 80 degrés de latitude. Productivité primaire, bien que, resterait probablement faible en raison d'un manque de nutriments. Moins de couverture de glace signifie que les proliférations printanières et les proliférations sous la glace peuvent également être en compétition pour la lumière et les nutriments, modifiant ainsi le flux de l'écosystème marin. Les résultats suggèrent un grand changement dans cette région, qui n'a jamais été exempt de glace.

    "Les régions polaires - l'océan Austral et l'océan Arctique - sont vraiment importantes car elles jouent un rôle essentiel dans la régulation du climat mondial, " dit Renaut. " Si la banquise disparaît complètement en été dans l'océan Arctique, c'est ce que nous attendons dans quelques décennies, cela va avoir un impact sur l'écosystème mais aussi probablement sur le climat."

    Patricia Yager, professeur de sciences marines à l'Université de Géorgie qui n'était pas impliqué dans la nouvelle étude, a déclaré que la croissance antérieure de la prolifération d'algues qu'ils ont observée dans certaines régions pourrait avoir des impacts considérables si les animaux ne sont pas encore prêts à brouter le phytoplancton.

    "Un tel décalage dans le temps pourrait entraîner des changements majeurs dans la chaîne alimentaire arctique, impactant non seulement les animaux locaux et les personnes qui y vivent, mais aussi la population mondiale d'animaux migrateurs qui dépendent de ces ressources arctiques, ", a déclaré Yager. "Ce qui se passe dans l'Arctique ne reste pas dans l'Arctique."

    Cécile Rousseaux, chercheur à l'Association de recherche spatiale des universités, qui n'a pas participé à la nouvelle étude, a déclaré que l'étude fait progresser la recherche dans ce domaine en étudiant des régions individuelles de l'Arctique pour la productivité du phytoplancton, et représente la preuve des effets de la réduction de la couverture de glace sur le cycle biochimique de l'océan Arctique. Cependant, Rousseaux a noté que l'étude a des limites.

    "Il est également important de se rappeler que nous sommes actuellement limités par la quantité de données disponibles pour étudier ces changements, " a déclaré Rousseaux. " Des séries temporelles plus longues de données satellitaires nous permettront de confirmer si ces tendances de la productivité du phytoplancton persistent ou non. "


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