Archives pour janvier 2021

2 mois en mer pour explorer la contribution de l’océan Austral à la régulation du climat

4 janvier 2021 by osuadmin

Mieux comprendre la séquestration du CO₂ atmosphérique dans l’océan, en particulier la manière dont des éléments chimiques essentiels à ce stockage sont apportés, transportés et transformés par les océans : voici l’objectif de l’expédition océanographique Swings. Du 11 janvier au 8 mars 2021, une équipe coordonnée par deux chercheuses du CNRS et impliquant notamment des collègues de Sorbonne Université, de l’Université Toulouse III – Paul Sabatier, de l’Université de Bretagne Occidentale et d’Aix-Marseille Université, parcourra, à bord du Marion Dufresne II affrété par la Flotte océanographique française, l’océan Austral à la découverte de ses secrets.

L’océan Austral, qui entoure le continent antarctique, au sud des océans Atlantique, Pacifique et Indien, est une région lointaine, agitée, difficile à explorer. Il joue un rôle important mais complexe pour le captage et le stockage du CO₂ atmosphérique. De nombreux facteurs sont en effet à prendre en compte, de l’activité biologique (la photosynthèse en surface, « l’export » de matière carbonée vers les abysses, sa séquestration dans les sédiments) à la circulation océanique.

Appréhender ces processus nécessite de les quantifier, ce qui est possible grâce à la mesure d’éléments dits « géochimiques » (silice, nitrate, fer, zinc, mais aussi par exemple thorium, radium et terres rares). La grande majorité de ces « traceurs » sont présents en concentrations infimes dans l’eau de mer.

Le Marion Dufresne II naviguant dans l’océan Austral.

Crédit : Fred PLANCHON / UBO-LEMAR

L’expédition océanographique Swings ¹, qui débutera le 11 janvier et impliquera 48 scientifiques, s’inscrit ainsi dans le programme mondial Geotraces qui construit depuis 2010 un atlas chimique des océans, compilant notamment les données décrivant les cycles biogéochimiques de ces éléments « traceurs » et de leurs isotopes dans les différents océans du globe. Ces données sont acquises selon des protocoles très stricts, comparées et validées entre les différents pays et mises à disposition dans une banque de données ouverte. C’est la première fois qu’une campagne en mer aussi détaillée que Swings est menée dans l’océan Austral. Son objectif est de déterminer l’origine (atmosphérique, sédimentaire, hydrothermale, etc.) de ces éléments dont certains exercent un rôle crucial dans l’activité photosynthétique du phytoplancton (le fer et le zinc par exemple). Les scientifiques étudieront notamment leurs transformations physique, chimique et biologique, à toutes les profondeurs de l’océan Austral ainsi que leur devenir in fine : descente dans les abysses et stockage dans les sédiments ².

Outre les scientifiques du projet Swings, l’équipe du service d’observation Oiso, qui évalue la part de CO₂ issue des émissions anthropiques et l’acidification des eaux qui en résulte, embarquera sur le Marion Dufresne II durant cette expédition. Un autre programme de suivi temporel de données, Themisto, est prévu pour étudier les écosystèmes de haute-mer. Enfin, un troisième projet (MAP-IO) s’appuiera sur la plateforme du navire pour effectuer, entre autres, des mesures physiques de la distribution des aérosols et de gaz traces. La coopération scientifique est ainsi au coeur de cette nouvelle expédition, avec ces trois projets complémentaires des objectifs de Swings.

Le Marion Dufresne II au large de l’archipel Crozet.

Des manchots royaux sont visibles au premier plan.

Crédit : Fabien PERAULT/ CNRS/ IPEV

Les laboratoires impliqués dans le projet Swings sont :

Laboratoire des sciences de l’environnement marin (CNRS/Ifremer/IRD/Université de Bretagne occidentale)
Laboratoire d’études en géophysique et océanographie spatiales (CNRS/Cnes/IRD/Université Toulouse III – Paul Sabatier)
Laboratoire de météorologie dynamique (CNRS/ENS-PSL/École polytechnique-Institut Polytechnique de Paris/Sorbonne Université) ³
Laboratoire d’océanographie et du climat : expérimentations et approches numériques (CNRS/IRD/MNHN/Sorbonne Université ³
Centre européen de recherche et d’enseignement de géosciences de l’environnement (CNRS/Inrae/IRD/Aix-Marseille Université)
Laboratoire d’océanographie microbienne (CNRS/Sorbonne Université)
Institut méditerranéen d’océanologie (CNRS/IRD/Université de Toulon/Aix-Marseille Université)
Laboratoire Climat, environnement, couplages et incertitudes (CNRS/Cerfacs)
Division technique de l’INSU du CNRS Cette expédition a été financée par l’ANR, par la Flotte océanique française opérée par l’Ifremer, par l’Institut national des sciences de l’univers du CNRS et par l’école universitaire de recherche IsBlue. Elle est soutenue par l’université fédérale de Toulouse Midi-Pyrénées et l’Université de Bretagne Occidentale.

Voir en ligne : Le communiqué de presse sur le site du CNRS

1. Pour South West Indian Geotraces Section

2. L’équipe effectuera notamment des carottages le long de la côte sud-africaine, autour des îles Marion, Crozet et Kerguelen et dans des zones plus profondes. La très faible teneur en éléments chimiques recherchés dans l’océan rend leur analyse ardue, les échantillons prélevés devant être protégés de toutes contaminations venant de la rouille et des cheminées du bateau voire des scientifiques en personne eux-mêmes.

3. Ces laboratoires font partie de l’Institut Pierre Simon Laplace.

Vents et jets découverts sur Luhman 16 AB, la naine brune la plus proche de la Terre

8 janvier 2021 by osuadmin

Une équipe de recherche internationale a trouvé des bandes et des rayures sur Luhman 16 AB, la naine brune la plus proche de la Terre, manifestations des processus qui agitent son atmosphère de l’intérieur.

Les naines brunes sont des objets célestes mystérieux qui ne sont ni tout à fait des étoiles ni tout à fait des planètes. Elles ont à peu près la taille de Jupiter mais sont généralement des dizaines de fois plus massives. Elles restent toutefois moins massives que les plus petites étoiles, de sorte que la pression dans leurs noyaux n’est pas suffisamment élevée pour fusionner les atomes comme le font les étoiles. Les naines brunes sont chaudes au moment de leur formation, puis se refroidissent progressivement. Elles brillent faiblement et leur luminosité diminue tout au long de leur vie, ce qui les rend difficiles à détecter.

En utilisant des techniques innovantes et des données collectées par le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA, l’équipe de recherche internationale a constaté que les naines brunes ressemblent étrangement à Jupiter – avec ses rayures plutôt que des taches. Les motifs dans leurs atmosphères révèlent des vents à grande vitesse, parallèles aux équateurs des naines brunes, semblables aux jet-streams terrestres. Ces vents mélangent l’atmosphère, redistribuent la chaleur qui se dégage de l’intérieur d’une naine brune.

La configuration des vents et la circulation atmosphérique à grande échelle ont souvent des effets profonds sur l’atmosphère planétaire, du climat de la Terre à celui de Jupiter, et nous savons maintenant que ces jets atmosphériques à grande échelle façonnent également l’atmosphère des naines brunes. Comprendre comment les vents soufflent et redistribuent la chaleur dans l’une des naines brunes les mieux étudiées et les plus proches de la Terre nous aide à comprendre les climats, les températures extrêmes et l’évolution des naines brunes de manière générale.

L’équipe espère explorer davantage les nuages, les systèmes de tempêtes et les zones de circulation présents dans les naines brunes et les planètes extrasolaires afin d’approfondir notre compréhension des atmosphères au-delà du Système solaire.

Impact de la biologie des océans sur les émissions d’embruns

12 janvier 2021 by osuadmin

Une des voies par lesquelles les océans influencent le climat est l’émission d’embruns marins qui peuvent ensuite influencer les propriétés des nuages. Les émissions d’embruns marins dépendent de paramètres atmosphériques (force du vent) et océaniques (hauteur de vague, température de l’eau). Quant au rôle potentiel de la biologie océanique sur les flux d’embruns marins, plus complexe, il reste encore incertain.

Une équipe internationale vient de montrer qu’il existait une relation entre le nano-phytoplancton présent dans l’eau de mer et les flux de noyaux de condensation nuageuse portés par les embruns marins. Cette relation a été mise en évidence sur la base de l’analyse d’embruns émis par la mer dans trois régions océaniques : mer Méditerranée (campagne PEACETIME financée à l’interface CHARMEX-MERMEX par le programme MISTRALS), océan Arctique (programme IPEV MACA/chantier arctique PARCS) et océan Pacifique Sud (ERC Sea2Cloud). Les mesures réalisées indiquent que cet impact de la biologie des océans sur les émissions d’embruns peut augmenter les flux d’embruns de plus d’un ordre de grandeur.


Vue du « Pourquoi Pas » lors de la campagne PEACETIME.: Crédit : Cécile Guieu

Le communiqué de presse sur le site de l’INSU

Océan profond : à la recherche des microbes vivant sur la neige marine

18 janvier 2021 by osuadmin

Lorsque le plancton vivant à la surface de l’océan meurt, il se décompose et ses restes s’enfoncent sous forme particulaire vers les grandes profondeurs. Cette matière en décomposition, appelée « neige marine », ressemble étrangement à des flocons de neige. Ce phénomène représente l’une des principales « pompes biologiques » de CO₂ atmosphérique vers l’océan. Il fournit également des nutriments et l’énergie essentielle à de nombreuses créatures des profondeurs. Dans ce contexte, une des principales inconnues est le lien entre diversité et activité des procaryotes (essentiellement des bactéries et quelques archées) impliqués dans la dégradation de ces particules.

Au cours d’une campagne océanographique dans l’Atlantique Nord, les chercheurs d’une équipe internationale¹ ont utilisé un instrument spécialement conçu pour collecter et étudier ces particules rares et très fragiles. Ils ont à la fois mesuré la production de biomasse et réalisé des analyses génétiques des procaryotes qui leur sont associés. Ils ont ainsi pu évaluer avec précision l’activité des différentes familles de procaryotes impliquées dans la dégradation de ces particules de neige marine.

: La neige marine dans les océans.

Crédit : Virginie Riou

Ils ont constaté que l’activité des procaryotes et la richesse de leur famille sont radicalement différentes selon la vitesse de chute des particules présentes dans la zone mésopélagique et que les procaryotes attachés aux particules ensemencent les profondeurs de l’océan par détachement ou fragmentation des particules. Ces résultats mettent en évidence le rôle crucial des particules en chute dans la formation et le maintien des communautés procaryotiques des grands fonds marins. Ils montrent également l’importance de ces communautés comme facteur déterminant de l’efficacité de la pompe biologique de carbone dans les profondeurs de l’océan.

Cette approche, qui relie l’occurrence des gènes de la communauté procaryotique à la pompe biologique de carbone, est une approche prometteuse qui permettra des prévisions plus précises de la biogéochimie de l’écosystème profond à l’échelle mondiale.

Voir en ligne : L’article sur le site de l’INSU

1. Ce travail a été réalisé par des chercheurs de l’Institut méditerranéen d’océanographie (MIO/PYTHÉAS, CNRS / Université de Toulon / IRD / AMU), en collaboration avec un chercheur du NOC (Southampton, GB) pour la réalisation de la campagne et avec un chercheur de l’IGB (Stechnlin, Allemagne) pour la discussion des résultats et l’écriture de l’article.