Surveiller un flux d’export majeur de la région Arctique: le carbone océanique
Les composés organiques issus des restes d’êtres vivants emplissent les bassins océaniques et constituent l’un des plus grands réservoirs de carbone de la planète. Des changements affectant leur concentration et leur distribution pourraient avoir un impact majeur sur le cycle global du carbone, qui régule notre climat. Entouré de grandes masses terrestres, l’océan Arctique regorge de ces composés. Une grande partie de ce carbone est exportée vers l’Atlantique Nord par le détroit de Fram, entre le Groenland et le Spitzberg. Une augmentation des températures dans la région arctique est susceptible d’accroître l’apport de carbone: le dégel du pergélisol pourrait en libérer de grandes quantités provenant des sols de la région, qui contiennent 50 % des réserves terrestres de carbone. Le projet CarbEx (Tracing carbon exchanges/fluxes between Arctic and Atlantic basins), entrepris avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, entend mesurer et comprendre la dynamique du flux de carbone arctique.
Détecter les changements à venir
«L’océan Arctique reçoit une quantité disproportionnée de matière organique dissoute par rapport aux autres océans, car il est entouré de grands fleuves arctiques», explique Colin Stedmon, qui accueille le projet CarbEx. Avec son équipe de l’Institut national des ressources aquatiques de l’Université technique du Danemark, hôte du projet, et en étroite collaboration avec l’Observatoire norvégien des écoulements arctiques du détroit de Fram, il a mis au point une méthode de suivi du carbone organique dissous présent dans ce détroit, qui sépare le Groenland du Svalbard. La nouvelle approche proposée par l’équipe du projet CarbEx utilise les données recueillies à partir d’ancrages océanographiques installés dans ce détroit en vue de quantifier le flux d’export de carbone de l’Arctique. L’objectif consiste à combiner ces données avec des mesures satellitaires d’observation de la Terre. En déterminant les relations entre les propriétés optiques du carbone (la façon dont les molécules absorbent et émettent la lumière) et les origines de l’eau observée à la surface de l’océan Arctique, l’équipe a réussi à développer un algorithme capable de détecter les variations saisonnières et annuelles des flux d’export de carbone provenant de l’Arctique, et à établir une base de référence pour détecter les prochains changements. «Nous disposons désormais d’une approche permettant de quantifier les variations des flux d’export de carbone d’une année sur l’autre», explique Rafael Gonçalves-Araujo, chercheur principal de CarbEx. «Dans les années à venir, nous nous attendons à observer des changements significatifs dans les flux circulant de l’océan Arctique vers l’Atlantique, en raison de l’augmentation de la température de l’Arctique, de la contribution des eaux de fonte et de l’apport de matières organiques dissoutes par les rivières.»
De nouvelles perspectives
L’un des principaux avantages de la nouvelle méthode tient au fait que les flux d’export de carbone puissent être estimés à partir de données obtenues grâce à des plateformes n’étant pas spécifiquement axées sur les propriétés biogéochimiques, ce qui ouvre de nouvelles perspectives pour améliorer notre compréhension du cycle du carbone dans l’Arctique. Les chercheurs ont également utilisé ce que l’on appelle des «ice-tethered profilers» (profileurs de colonne d’eau ancrés dans la glace) afin d’obtenir des informations sur l’origine et la circulation des eaux de surface de l’Arctique. «Ce type de plateforme autonome est capable de fournir des mesures continues sous la glace, dans des régions très éloignées comme la partie centrale de l’océan Arctique», indique Colin Stedmon. Cette approche pourrait également être utilisée pour distinguer les contributions respectives de la fonte de la glace de mer, de l’écoulement des rivières et de l’océan Pacifique, en termes d’apport en eau douce. Les données recueillies dans le cadre du projet CarbEx continueront d’être mises à jour par le biais de projets de recherche et de programmes d’observation norvégiens et danois, ce qui permettra de documenter les changements futurs des flux arctiques d’export de carbone. «Nous analysons également les données pour déterminer s’il existe des variations compositionnelles dans la matière organique dissoute, susceptibles de refléter des modifications au niveau de la circulation arctique globale induites par le changement climatique», ajoute Rafael Gonçalves-Araujo.
Mots‑clés
CarbEx, Arctique, matière organique dissoute, composés organiques, réservoir de carbone, océan Arctique, carbone organique dissous, détroit de Fram
