Ressources - OSU Institut Pytheas

Ressources

Environnement

Un nouveau regard sur les changements climatiques rapides et la bascule bipolaire

by

La circulation méridienne de retournement de l’Atlantique (AMOC : Atlantic Meridional Overturning Circulation) [1] est affectée par le changement climatique actuel avec des conséquences mondiales à travers ce que l’on appelle la bascule bipolaire [2] . L’existence et l’amplitude de la tendance à long terme font néanmoins débat en raison de la grande variabilité de l’AMOC à court terme. Une nouvelle étude montre que le passé géologique récent permet d’étudier les fluctuations de l’AMOC.
Les longues séries d’enregistrements de température du Groenland et de l’Atlantique Nord présentent de nombreux refroidissements abrupts (stades froids de Dansgaard-Oeschger [3] et de Heinrich [4] ) qui accompagnent les fluctuations de l’AMOC, avec des homologues chauds dans l’hémisphère sud (notamment dans l’océan Austral et en Antarctique) via la bascule bipolaire thermique. Cependant, si les enregistrements de température des eaux de surface en Atlantique Nord illustrent clairement des refroidissements accrus pendant les stades de Heinrich, les enregistrements de température de l’air du Groenland ne montrent toutefois pas de refroidissement extrême lors de ces stades, correspondant à des rejets massifs d’icebergs dans l’Atlantique Nord (voir photo) qui ont le plus affecté l’AMOC.

Une nouvelle étude fournit de nouveaux enregistrements de température océanique à haute résolution pour le sud de la marge ibérique, et introduit un nouveau mode d’analyse ainsi qu’un nouvel indice de bascule bipolaire pour distinguer les types de refroidissements. Elle démontre une relation beaucoup plus complexe qu’une simple oscillation entre deux états climatiques stables. La nouvelle analyse illustre clairement l’influence des températures de l’Atlantique Nord dans la réponse de l’océan Austral et de l’Antarctique.

Risque de déclin annoncé des arbres dans les milieux les plus arides de la planète

by

Les arbres des milieux arides chauds vont-ils résister à l’aridification du climat ? Des scientifiques publient dans la revue Global Change Biology une étude portant sur 1 016 espèces d’arbres des milieux arides chauds de la planète. Plus de la moitié de ces espèces devront faire face à un climat encore plus aride dans le futur et connaitront probablement un déclin de leurs populations.

 

Les milieux arides chauds (en opposition aux milieux arides froids comme la toundra) couvrent environ 20 % des surfaces continentales et abritent plus d’un millier d’espèces d’arbres. Ces arbres occupent une position clé dans le fonctionnement des écosystèmes et ils rendent des services essentiels pour les sociétés humaines qui y vivent : approvisionnement de combustible et matériaux de construction, maintien de conditions favorables à l’agriculture, etc. Avec le changement climatique en cours, lié aux activités humaines, le climat de nombreuses régions du monde devrait devenir de plus en plus aride dans le futur. Au sein des régions arides, cela contribuera au phénomène de désertification, c’est-à-dire la réduction de la productivité des écosystèmes, de leur intégrité et des services qu’ils rendent aux sociétés humaines. Les écosystèmes des milieux arides sont ainsi parmi les plus vulnérables au changement climatique mondial. Conserver les peuplements arborés, voire planter des arbres indigènes à la région aride considérée, font partie des moyens mobilisés pour tenter d’enrayer le phénomène de désertification. Mais ces arbres seront-ils capables de résister à une aridité accrue, dans des milieux où la ressource en eau est déjà très limitée ?

Les scientifiques de l’Institut méditerranéen de biodiversité et d’écologie marine et continentale (IMBE – CNRS / Aix-Marseille Université / Avignon Université / IRD) ont évalué le risque de déclin face à l’aridification du climat de plus de 1 016 espèces d’arbres des milieux arides chauds à travers le monde. Dans ce but, leur étude confronte les données d’occurrences géoréférencées de ces arbres, issues des grandes bases de données en ligne, avec des données d’aridité de la période actuelle, et celles prédites pour le futur (2080-2100) par plusieurs modèles climatiques.

JPEG - 182.3 ko

Arbre phylogénétique des 1 016 espèces d’arbres des environnements arides chauds étudiées et leur risque de déclin face à l’aridification du climat (barres allant du violet pour un risque nul, au rouge pour un risque très fort). Les zones grisées indiquent les lignées évolutives les plus riches en espèces.

Crédit : M. Cartereau, A. Leriche, F. Médail & A. Baumel

Les résultats sont préoccupants : entre 44% et 88% (selon le modèle climatique considéré) des espèces étudiées devront faire face à un climat encore plus aride dans le futur, au-delà des conditions qu’elles connaissent actuellement, ce qui devrait provoquer un fort risque de déclin. Ces arbres très menacés se situent dans toutes les régions arides chaudes du monde et ils se positionnent dans toutes les grandes lignées évolutives des végétaux vasculaires. Certains arbres déjà menacés d’extinction sont endémiques de zones très restreintes, et montrent un héritage évolutif original, tel que le Cyprès de Duprez, seul conifère du désert du Sahara. Cependant, toutes les espèces ne seront pas affectées de manière égale : les espèces marginales dans les milieux arides, c’est-à-dire celles qui ne comportent qu’une petite proportion de leurs populations dans ces milieux, risquent d’être plus fortement affectées par l’aridification du climat que les espèces spécialisées à un climat très aride.

Bien que cette étude ne permette pas directement de prédire le risque d’extinction de chaque espèce étudiée, elle alerte sur la menace que représente l’aridification du climat y compris pour les arbres des milieux arides chauds à l’échelle planétaire. Si le fort risque de déclin prédit se traduisait par l’extinction de nombreuses populations ou d’espèces dans leur totalité, tout un ensemble de fonctions écologiques et de services écosystémiques portés par ces arbres serait fortement altéré.

BathyBot : réveil d’un robot dans les profondeurs de la Méditerranée

by

  • BathyBot est le premier robot profond en Europe installé de façon permanente, à plus de 2400 mètres de profondeur.
  • Il vient de débuter sa mission en mer Méditerranée et de dévoiler les premières images de son environnement.
  • Accompagné d’un récif artificiel et d’une batterie d’instruments, BathyBot permettra d’étudier la biodiversité, la bioluminescence et les processus biogéochimiques des fonds marins.

Il n’explorera pas une autre planète, mais un environnement presque aussi méconnu. Depuis le 19 avril, BathyBot observe le plancher océanique de la mer Méditerranée, à plus de 2400 mètres de profondeur. Premier robot scientifique au monde installé en permanence à une telle profondeur, il permettra, avec d’autres instruments, d’étudier ce milieu et ses caractéristiques en temps réel grâce à sa connexion haut-débit, pendant au moins cinq ans.

Imaginé scientifiquement par les équipes de l’Institut méditerranéen d’océanologie (CNRS/Aix-Marseille Université/IRD/Université de Toulon) et techniquement par la Division technique de l’Institut national des sciences de l’Univers du CNRS, BathyBot embarque des capteurs pour mesurer de nombreux paramètres : température, salinité, vitesse et direction du courant, flux particulaire et concentration en oxygène. Il analysera la bioluminescence environnante à l’aide d’une caméra hyper-sensible.

BathyBot permettra d’étudier la biodiversité des grands fonds sur son site d’opération, l’impact des mouvements d’eau sur ces écosystèmes, le cycle du carbone et son évolution dans les profondeurs face aux perturbations atmosphériques, mais aussi l’acidification, avec l’évolution de la température et de l’oxygénation, des eaux profondes méditerranéennes. Téléopéré depuis la terre ferme, il sera les yeux des scientifiques dans ce monde inconnu.

Ils espèrent ainsi pouvoir observer la colonisation du récif artificiel BathyReef placé aux côtés du robot. Celui-ci a été réalisé en béton, un matériau inerte et minéral, et à partir d’une structure complexe, bio-inspirée, offrant une large surface colonisable. Le laboratoire de recherche de l’agence d’architecture Rougerie+Tangram a conçu BathyReef en optimisant l’usage de ressources, avec notamment une structure ouverte. Sa réalisation en impression 3D béton a ensuite été assurée par le groupe Vicat. Le duo formé par BathyReef et BathyBot sera le premier à proposer le suivi de la colonisation d’un récif artificiel immergé volontairement à de telles profondeurs.

Ils avaient été mis en place en février 2022, au cours d’une mission en mer menée par le navire le Pourquoi pas ? et le sous-marin Nautile de la Flotte océanographique française opérée par l’Ifremer. Un sismomètre et une sonde de radioactivité, ainsi qu’une biocaméra pour observer des événements passagers et tester des scénarios de stimulation lumineuse des espèces profondes ont également été installés. Ces instruments et BathyBot ont tous été connectés à la Boîte de jonction scientifique mise au point par l’Ifremer. Ce réseau intelligent fait office à la fois de « multiprise » pour les alimenter en énergie et de « box internet haut-débit » pour les contrôler et envoyer les données acquises en temps réel vers le continent.

Malheureusement, BathyBot étant resté trop longtemps sans alimentation, le système permettant ses déplacements sur le fond n’est pour l’instant pas opérationnel. Cette déception a vite été dépassée par les images exceptionnelles déjà acquises, après seulement quelques jours, au travers des deux caméras du robot : des poissons très nombreux, et des organismes transparents plus discrets s’y invitent chaque jour. En outre, une future mission permettra peut-être de résoudre cette difficulté technique

Ces nouveaux équipements dédiés aux sciences environnementales enrichissent le Laboratoire sous-marin Provence Méditerranée (LSPM), un observatoire permanent situé à plus de 2400 mètres de profondeur au large de Toulon dans le golfe du Lion. Grâce à sa connexion au câble électro‐optique de 45 km qui le relie à La Seyne-sur-Mer et à la Boîte de jonction scientifique, les équipements du LSPM peuvent être contrôlés, et les données récupérées, en temps réel.

La composante océanographique du LSPM appartient au réseau d’observatoires sous-marins de l’infrastructure de recherche européenne EMSO (pour European Multidisciplinary Subsea Observatory). Répartis dans les mers du pourtour européen, les différents sites du réseau permettent l’étude de l’impact du réchauffement climatique sur les océans entourant l’Europe, mais aussi des écosystèmes marins profonds dans une optique de recherche fondamentale et de gestion durable.

Découvrez les premières images capturées par Bathybot à 2500 m de profondeur.

A droite, Bathybot dans son dock à bord du Pourquoi pas ?. Un câble bleu de 50 m relie le rover au dock, qui est lui-même relié à la Boîte de jonction scientifique, et au reste du réseau, via le câble orange. A gauche, BathyBot et BathyReef dans le bassin d’essai du Centre Ifremer Méditerranée.
A droite, Bathybot dans son dock à bord du Pourquoi pas ?. Un câble bleu de 50 m relie le rover au dock, qui est lui-même relié à la Boîte de jonction scientifique, et au reste du réseau, via le câble orange.
© Cyril Frésillon / MIO / CNRS Photothèque
A gauche, BathyBot et BathyReef dans le bassin d’essai du Centre Ifremer Méditerranée.
© Dorian Guillemain

Retrouvez le reportage photo de CNRS Images sur la mission de mise à l’eau à bord du Pourquoi pas ?.

Télédétection : la couleur de l’eau, outil de diagnostic

by

La télédétection fournit des informations précieuses pour les recherches et la gestion des récifs coralliens. L’imagerie satellitale est devenue incontournable par les types d’informations qu’elle fournit, leur niveau de détail, leurs zones de couverture et la durée des observations. Les applications en écologie récifale et en océanographie sont ainsi nombreuses. Une des applications possibles portent par ailleurs sur les analyses de la qualité des eaux marines.

http://nouvelle-caledonie.ird.fr/toute-l-actualite/colloques/icrs-2012-recifs-coralliens/teledetection-la-couleur-de-l-eau-outil-de-diagnostic

 

Un puits de CO₂ dans le désert marin du Pacifique Sud

by

Un processus nouvellement identifié de fertilisation naturelle en fer dans l’océan alimente des puits régionaux de CO2. C’est ce que démontre une étude publiée le 25 mai dans Science et co-écrite par 25 chercheurs et chercheuses issus du projet Tonga piloté par deux chercheuses de l’IRD et du CNRS, regroupant plus de 90 scientifiques de 14 laboratoires français basés en métropole et en Nouvelle- Calédonie, et de 6 universités internationales.
Dans cet article, l’équipe de recherche a étudié les volcans sous-marins peu profonds de l’arc volcanique de Tonga (Pacifique Sud), qui relarguent des fluides hydrothermaux riches en fer, un micronutriment essentiel à la vie. Une partie du fer émis dans ces fluides atteint la couche éclairée de l’océan, celle où se fait la photosynthèse c’est-à-dire la fixation du CO2 par les microalgues du plancton.
Cela stimule fortement l’activité biologique dans cette zone, notamment celle des diazotrophes1, créant ainsi une vaste efflorescence d’environ 400 000 km2, véritable oasis de vie au milieu du désert marin du Pacifique Sud, et une séquestration accrue de CO2 vers l’océan profond.

Source de l’article sur le site du CNRS.

1. Micro-organismes capables de se développer sans sources externes d'azote fixe