Comprendre et décrire les processus régulant la floraison

Comprendreetdécrirelesprocessusrégulantlafloraisonalgaleliéeàlaglace
demerenrégionArctique.Approcheparlamodélisation.
-SIAB(SeaIceArcticBloom)-
Directeurdethèse:LaurentMemery
Co-directeur:MartinVanCoppenolle
Le changement climatique impacte fortement les écosystèmes marins en Arctique. Ainsi, la
diminutiondel’extensiondelaglacedemerenétéaentraînéuneaugmentationde20%dela
productionprimairesurladernièredécennie.Etantdonnéquelachaînealimentaireestcourte
enArctique,lesressources(poissons)sontfortementcoupléesàl’intensitéetàlaqualitédecette
productionprimaire.Lafloraisonplanctoniqueprintanièreamaintenantlieuplustôtdansl’année
etlastructuredelacommunautéplanctoniquepélagiqueestparailleursmodifiée,impliquantun
couplageverslacommunautébenthiquepotentiellementmoinsintense.
Cettefloraisonprintanièreplanctonique,quisedéveloppeàlamargeetsouslaglacedemer,
représente plus de 50% de la production primaire annuelle de l’Arctique. Elle est par ailleurs
associée à des transferts d’énergie et de matière importants vers les échelons trophiques
supérieurs(ressources)etversl’océanprofond(pompebiologiqueducarbone).Cettefloraison
se développe dans la zone de couverture saisonnière de glace de mer, zone qui a vocation à
s’accroitred’unemanièresignificativedanslesannéesàvenir,éventuellementsurtoutl’Arctique
àéchéancede2030.
Lacouverturedelaglacedemercontrainttrèsfortementl’intensitédelaproductionprimaire
par l’intermédiaire de la lumière et de la stratification, les deux termes principaux limitant la
production algale dans l’océan. L’intensité lumineuse arrivant à la surface de l’océan varie
énormémentenfonctiondel’existenceounondeglacedemer,desonépaisseur,desaqualité
etdelaprésenced’unmanteauneigeux.L’apportverticaldenutriments,alimentantlacouchede
surface, peut être favorisé par une turbulence plus intense générée par le vent lorsque la
couverturedeglacediminue,oulimitéparunestratificationaccruerésultantd’unapportd’eau
douceplusimportant.
Ce projet de thèse s’intéresse aux questions générales suivantes : comment la production
primaire et les flux associés (export) vont-ils être modifiés par le changement climatique à
l’échellepan-arctique?Auneéchelleplusrégionale,quelssontlesrégimesdeproductionqui
sontlesplussusceptiblesd’êtreimpactés?Etantdonnél’accèsdifficiledecetterégionocéanique,
etlacomplexitédesprocessusàprendreencompte,lesréponsesàcesquestionsfondamentales
restentencoretrèsparcellairesetincomplètes.Parailleurs,lasensibilitédel’écosystèmemarin
arctiqueauchangementclimatiqueencoursentraînelanécessitédes’atteleràcesquestions
d’unemanièreassezurgente.
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La réponse à ces questions demande d’aborder plusieurs volets, à savoir : La
compréhension des processus physiques, biogéochimiques et biologiques qui régulent
l’apparitionetl’intensitédelafloraisonplanctonique(enliaisonaveclaglacedemer)
Ladescriptionducyclesaisonnierdesdifférentsrégimesdeproductiondansl’Arctique,et
savariabilitéinterannuelle(enliaisonaveclesforçagesatmosphériquesetlesconditions
decouverturedeglace)
La quantification des flux d’export de carbone et de leur variabilité (en liaison avec la
structureduréseautrophiquepélagiquedesurface)
Lebutdecettethèseestdonc,parl’intermédiairedelamodélisationnumérique,decomprendre
etdécrirelesprocessusphysiques,chimiquesetbiologiquesquirégulentlavariabilitésaisonnière
etinterannuelledelaproductionprimaireenArctiqueetdanssesdifférentesrégions,etd’en
quantifierl’impactsurlesfluxexportésdecarboneversl’océanprofond(pompebiologique)et
lesniveauxtrophiquessupérieur(ressources).Danslecadred’unANR(GreenEdge),elleparticipe
àunecollaborationavecdeslaboratoirescanadiens,permettantenparticulierl’accessibilitéàdes
donnéescomplètesenMerdeBaffinetàl’échellepanarctique.