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Quand la couleur de l'eau reflète la richesse des océans

8873 lectures20 octobre 2004, 09 h 20

Le désert biologique situé autour de l'Ile de Pâques, au cœur de l'océan Pacifique sud, a été révélé par imagerie satellite. La concentration en chlorophylle, révélatrice de la concentration en phytoplancton ou plancton végétal[1], y est la plus faible de toute la planète. Pour analyser cette zone, restée inexplorée car trop lointaine, 45 scientifiques embarqueront à bord de l'Atalante, navire de l'Ifremer, du 21 octobre au 12 décembre 2004. Baptisée BIOSOPE pour « Biogeochemistry & Optics South Pacific Experiment » cette campagne océanographique a pour chefs de mission deux biologistes du CNRS, Hervé Claustre et Antoine Sciandra[2]. Elle les conduira de Tahiti, en France, à Talcahuano, au Chili, où les eaux côtières sont les plus vertes et les plus riches. Ils rassembleront au final les caractéristiques bio-optiques (couleur de l'eau), bio-géochimiques (cycles du carbone et des éléments associés) et biologiques (biodiversité) de trois zones en surface de l'océan[3], correspondant chacune à un niveau différent de la richesse de la vie marine.

Le projet BIOSOPE

Le projet BIOSOPE a trouvé son origine dans l'analyse des cartes couleurs de l'océan, produites par différentes agences spatiales. C'est en effet au sein d'une zone de surface équivalente à celle de la Méditerranée, localisée dans le Pacifique Sud que la communauté scientifique internationale a repéré les eaux océaniques les plus pauvres de la planète. La relation qui existe entre la couleur de l'eau et la richesse en phytoplancton[4] des océans constitue le fil directeur de la campagne BIOSOPE. Simultanément aux observations automatisées des satellites[5] de la NASA et de l'ESA, la campagne va explorer un gradient de couleurs associé à un gradient de richesse en phytoplancton, allant de la quasi-transparence des eaux très bleues autour de l'Ile de Pacques aux eaux très chargées et très vertes des côtes chiliennes. Cette différence de couleur, et donc de richesse, peut être interprétée par les satellites à condition que leurs images soient calibrées par des mesures réelles réalisées sur le terrain. Les chercheurs vont donc mesurer les phénomènes les plus déterminants dans les eaux de surface. Du point de vue de la biodiversité marine, leurs investigations iront de la biologie moléculaire (analyse génétique) aux pêches de zooplancton en passant par la récolte d'images sous-marines d'organismes planctoniques grâce à un « profileur vidéo marin[6] ». Ils lanceront la première étude d'envergure des grands cycles biogéochimiques dans cette zone du Pacifique Sud : mesures des concentrations en fer, phosphate, nitrate, silicium pour évaluer leur rôle, celui de la photosynthèse marine et plus globalement les échanges entre océan et atmosphère.

La couleur de l'eau comme propriété visible des phénomènes sous-marins

L'originalité de cette démarche consiste à utiliser la couleur de l'eau comme propriété visible des phénomènes sous-marins. Au cours d'une seule exploration de deux mois, les scientifiques pourront acquérir des données représentatives de la diversité des situations océanographiques de l'océan mondial. Les bases de données serviront à l'élaboration de modèles mathématiques optiques ou bio-géochimiques et en particulier à la calibration et à la validation de trois satellites dits "couleur de l'eau" actuellement en orbite. Ces données serviront ainsi de "vérité mer" aux capteurs SeaWiFS et MODIS de la NASA et à MERIS de l'ESA et du CNES.

Trois zones d'études contrastées

La zone océanique la plus pauvre autour de l'île de Pâques, ou « régime ultraoligotrophe[7] », sera la principale composante exploratoire du projet, explique Hervé Claustre, car les scientifiques ne savent pas exactement ce qu'ils y découvriront, les seules informations provenant actuellement d'images satellites. Peut-être des formes biologiques nouvelles, des nouvelles espèces, ou bien des adaptations particulières du plancton, pour se protéger par exemple des radiations ultra violettes du soleil, particulièrement importantes dans cette zone …? Cette région, éloignée de tout continent, ne pourrait recevoir les dépôts atmosphériques riches en éléments nutritifs nécessaires au développement de la vie. Par opposition, le régime mésotrophe[8] qui se développe à l'ouest des Marquises ressemble à une oasis où la vie marine est, au contraire, très active. Les scientifiques ont pour hypothèse que l'archipel contribue à l'enrichissement en fer des eaux environnantes. Ils rechercheront les traces de cet élément indispensable au développement de la vie dans les océans. Enfin, le long des côtes chiliennes, le régime eutrophe[9] observé, résulte de phénomènes d'« upwelling » (remontées d'eaux froides riches en éléments fertilisants) qui en font un des systèmes les plus productifs de la planète en ressources halieutiques.

Les acteurs

La campagne océanographique BIOSOPE met en commun les compétences de scientifiques de 7 laboratoires français, 8 laboratoires étrangers et de l'Agence Internationale d'Energie Atomique. BIOSOPE est également soutenue par le programme français PROOF[10] (Processus biogéochimique dans l'océan et flux), avec la participation du programme chilien FONDAP (Programa Fondo de Investigación Avanzada en Areas Prioritarias : Centro de Investigación Oceanográficas COPAS). La campagne a reçu le label international du programme SOLAS (Surface Ocean Lower Atmosphere Study) et l'accréditation du programme international IMBER.

Trajet prévisionnel de la campagne BIOSOPE.

4 stations de 2 jours seront réalisées dans les eaux de l'archipel des Marquises, puis 4 autres stations de 2 jours au large des côtes chiliennes. A l'ouest de l'île de Pâques, une étude de 6 jours sera menée dans la zone la plus pauvre de tout l'océan mondial. A terre, une vingtaine de scientifiques seconderont l'équipe du bord, en analysant notamment des cartes couleur et température, fournies par les satellites sur la zone, pour affiner la stratégie d'échantillonnage de l'Atalante et sa route en temps réel.

Notes

1. Le premier maillon de la chaîne alimentaire de l'océan.
2. Hervé Claustre et Antoine Sciandra effectuent leurs recherches au Laboratoire d'océanographie de Villefranche sur Mer, une unité de recherche du CNRS et de l'université Pierre et Marie Curie, Paris 6.
3. Jusqu'à - 200 m.
4. ou niveau trophique
5. Des bouées dérivantes et profilantes complètent le dispositif des satellites. Par ailleurs, le CNES soutient également la campagne.
6. Le profileur vidéo marin permet de répertorier et de mesurer les particules sous-marines et les grands organismes zooplanctoniques vivant entre la surface et 1000 m de profondeur. Parmi les 150 m3 de matériel de la campagne, on compte aussi des filets à zooplancton pour les organismes supérieurs à 0,2 mm vivant entre la surface et 200 m de profondeur, des trappes à sédiments pour les particules déposées au fond des océans...
7. pauvre en éléments nutritifs nécessaires au développement de la vie marine.
8. eaux de fertilité moyenne
9. eaux très fertiles
10. PROOF est un programme français financé par le CNRS, le CNES, l'IFREMER, l'IRD et TOTAL et coordonné par l'INSU au CNRS. Hervé Claustre est le président du comité scientifique.

Auteur

Centre National de la Recherche Scientifique

Les opinions exprimées dans cet article n'engagent que leur auteur et ne reflètent pas nécessairement celles de notre-planete.info

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