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Répercussions et adaptation 2010

Bentz, B.J., J. Régnière, C.J. Fettig, E.M. Hansen, J.L. Kayes, J.A. Hicke, R.G. Kelsey, J.F. negron and S.J. Seybold. 2010. Climate change and bark beetles of the western United States and Canada: Direct and Indirect Effects. Bioscience, Vol 60(8), pp. 602-613.

Une nouvelle étude combine des projections climatiques avec des modèles de populations afin de prédire le succès futur des populations de dendroctones du pin ponderosa et de dendroctones de l'épinette. On prédit que les températures élevées feront augmenter la probabilité de succès de ces deux populations.

Bentz et ses collègues ont projeté des changements futurs concernant la probabilité de succès des populations de deux espèces de scolytidés (le dendroctone du pin ponderosa et le dendroctone de l'épinette) au Canada et aux États-Unis. La réponse des populations de scolytidés aux changements climatiques est influencée directement par les changements de température (effets sur la tolérance au froid et sur le cycle vital), et indirectement par les répercussions sur les arbres hôtes (physiologie et répartition) et sur d'autres espèces associées aux coléoptères (p. ex., symbiotes fongiques). Les auteurs soulignent que leurs projections ne sont fondées que sur le succès d'espèces de scolytidés. Pour faire ces prédictions, on a exécuté un modèle mécaniste des populations pour les deux espèces à l'aide de projections des précipitations et des températures maximales et minimales quotidiennes jusqu'en 2100, lesquelles ont été générées à partir du modèle canadien du climat régional, exécuté par le scénario des émissions SRES A2 du GIEC (un scénario qui prévoit des émissions relativement élevées). Le modèle utilisé pour prédire le succès de la population de dendroctone de l'épinette montre de façon marquée un potentiel élevé d'invasion dans la forêt boréale du Canada de 2071 à 2100 d'après les effets de la température sur la croissance uniquement (la répartition future des forêts et les changements quant à la tolérance au froid du dendroctone de l'épinette n'ont pas été pris en considération). La probabilité de succès prédite de la population de dendroctones du pin ponderosa est grande dans les zones de l'aire de répartition actuelle où on a observé une augmentation de la mortalité attribuable à l'espèce au cours de la dernière décennie (au Canada, ces zones comprennent des forêts de haute altitude situées dans les Rocheuses de même que des forêts de pins tordus, dans le centre de la Colombie-Britannique). Les auteurs soulignent que la probabilité que l'aire de répartition du dendroctone du pin ponderosa s'étende aux forêts de pins gris et atteigne les forêts de pins blancs est faible à moyenne pour le siècle à venir.


Boyce, D.G., M.R. Lewis et B. Worm. 2010. Global phytoplankton decline over the past century. Nature, vol. 466, p. 591-596, doi:10.1038/nature09268.

Selon de nouvelles données, l’abondance médiane mondiale du phytoplancton aurait diminué d’environ un pour cent par année depuis un siècle. Les auteurs de l’étude associent ce déclin à long terme à la hausse des températures de la surface de la mer à l’échelle mondiale.

Le phytoplancton marin assure environ la moitié de la production primaire mondiale, est à la base des écosystèmes océaniques et influe sur les cycles biogéochimiques (p. ex. le cycle du carbone)et le système climatique. L’abondance du phytoplancton n’est mesurée par satellite que depuis la fin des années 1970, et on en sait peu sur l’évolution à long terme de la concentration de phytoplancton. Des chercheurs canadiens de l’université Dalhousie présentent une nouvelle compilation de données sur le phytoplancton marin partout sur la planète. En effet, Boyce et ses collaborateurs ont combiné des données de transparence des eaux océaniques et des données in situ de concentration de chlorophylle pour estimer la biomasse phytoplanctonique aux échelles locale, régionale et mondiale depuis 1899. À l’échelle locale (cellules de 10o x10o), l’abondance du phytoplancton a diminué dans presque 60 % des cellules pour lesquelles on dispose de suffisamment de données. Les déclins se concentrent dans les régions de haute latitude (à plus de 60o) et les régions situées loin des côtes (c.-à-d. en haute mer, conformément aux données satellitaires). Les auteurs de l’étude ont divisé l’océan planétaire en dix régions et ont constaté un déclin du phytoplancton dans huit de ces régions (l’abondance du phytoplancton a augmenté dans l’océan Indien, de façon plus marquée dans le sud que dans le nord de cet océan). La tendance pour l’océan mondial est également négative, l’abondance médiane mondiale diminuant d’environ 1 % par année. Les auteurs ont trouvé des relations statistiquement significatives entre des indices climatiques à l’échelle des bassins océaniques et les fluctuations interannuelles ou interdécennales des séries chronologiques régionales de l’abondance du phytoplancton. Les déclins séculaires de l’abondance du phytoplancton observés dans la plupart des régions sont le plus étroitement liés aux températures de la surface de la mer (TSM) qui ont augmenté dans la majeure partie de l’océan mondial. On croit que, dans les régions tropicales et subtropicales, les TSM accrues réduisent la disponibilité des éléments nutritifs dans les couches supérieures de l’océan en modifiant la profondeur de la couche de mélange et la stabilité de la colonne d’eau. Les auteurs soulignent que ce mécanisme n’explique pas les baisses de l’abondance du phytoplancton dans les régions polaires.  


Byrne, R.H., S. Mecking, R.A. Feely,R., and X. Liu. 2010. Direct observations of basin-wide acidification of the North Pacific. GRL 37,L02601, doi:10.1029/2009GL040999, 2010.

L’analyse de données sur le Pacifique Nord confirme que le haut de la couche de mélange de l’eau de mer s’est acidifiée dans de bassin au cours des 15 dernières années. Cette situation peut être attribuée à une augmentation des concentrations atmosphériques de CO2.

Ces dernières années, les chercheurs ont averti les décisionnaires que l’augmentation des concentrations de CO2, outre qu’elle renforce l’effet de serre, causera à terme une acidification (baisse du pH) de l’océan, ce qui pourra avoir des conséquences graves pour les mollusques et crustacés, les récifs coralliens et d’autres éléments des écosystèmes marins. Une nouvelle étude, publiée dans les Geophysical Research Letters par une équipe d’océanographes des États-Unis, fournit maintenant les premières indications claires que ces changements toucheraient déjà la totalité d’un bassin océanique. Les auteurs comparent les données provenant d’échantillons d’eau de mer prélevés dans le Pacifique Nord le long d’une ligne de longitude allant de 22N à 56N en 1991 et de nouveau en 2006. On n’observait guère de changement au-dessous de 800 m de profondeur, mais les 500 premiers mètres de la couche présentaient une baisse nette moyenne du pH, qui se chiffrait à -0,06 sur les 15 ans de la période en question. Cette baisse dans les couches supérieures de l’océan semble due à des causes tants naturelles qu’anthropiques. Cependant, les tendances notées dans  les 100 premiers mètres sous surface, soit -0,0017/an, concordent avec ce que devrait entraîner l’augmentation des concentrations de CO2 dans l’atmosphère sus-jacente, et peuvent donc être entièrement dues à des facteurs anthropiques. Les auteurs projettent que, dans l’avenir, les tendances de l’acidité de l’océan superficiel continueront à suivre les changements des concentrations atmosphériques de CO2.


Carrie, J., F. Wang, H. Santei, R.W. Macdonald, P. M. Outridge and G. A. Stern. 2010. Increasing contaminant burdens in an Arctic fish, Burbot (Lota lota) in a warming climate. Environ. Sci. Technol. 44:1:316-322.

Il y a eu une augmentation de la charge de mercure dans la lotte arctique malgré les concentrations atmosphériques en déclin ou stables. Il a été proposé que le réchauffement climatique, qui entraîne la diminution de la couverture de glace et l'augmentation de la production d'algues, a augmenté la quantité de mercure biodisponible.

Le bassin du fleuve Mackenzie des Territoires du Nord-Ouest connaît l'une des tendances de réchauffement climatique les plus fortes en Amérique du Nord et, par conséquent, on y observe une diminution de la saison de la couverture de neige et des glaces. Dans le cadre de cette étude, des échantillons de la lotte du fleuve Mackenzie ont été prélevés entre 1985 et 2009, puis analysés pour les charges de mercure (Hg) (et d'autres contaminants). Une carotte sédimentaire, servant d'approximation pour les tendances régionales et provenant d'un lac avoisinant, a révélé une augmentation des matières organiques dérivées des algues et une augmentation de 1,5 du mercure total au cours des trente dernières années malgré les concentrations atmosphériques en déclin ou stables. Des augmentations du mercure dans les sédiments semblables ont été signalées dans les autres lacs de l'Arctique et du Bas-Arctique. Les charges de mercure de la lotte ont presque doublé depuis 1985. Les auteurs semblent indiquer que les quantités supérieures de matières organiques algales dans les lacs du Nord pourraient augmenter le balayage de mercure de la colonne d'eau et la conversion du mercure inorganique lié aux algues en méthylmercure (MeHg) biodisponible. Par conséquent, le réchauffement climatique, entraînant des changements aux conditions environnementales qui accroissent la production des algues, pourrait augmenter indirectement les charges de contaminants de la lotte arctique. Les résultats de cette étude ajoutent à la nouvelle documentation consignant l'importance du climat et des conditions environnementales du cycle biogéochimique du mercure.


Coffroth, M.A., D.M. Poland, E.L. Petrou, D.A. Brazeau et J.C. Holmberg. 2010. Environmental symbiont acquisition may not be the solution to warming seas for reef-building corals. PLoS ONE, Vol. 5, Issue 10, e13258, doi: 10.1371/journal.phone.0013258.

Une étude récente porte à croire que les coraux hermatypiques ne pourront pas s’acclimater à la hausse des températures de la surface de la mer par l’acquisition, dans le milieu environnant, de nouveaux symbiontes algaux résistants à la chaleur.

Les récifs de corail partout dans le monde subissent un déclin, et la grande majorité des cas de mortalité est reliée au blanchissement corallien dû à la hausse des températures à la surface de la mer. Le blanchissement corallien se produit lorsque les coraux perdent leurs symbiontes algaux photosynthétiques, et perdent par le fait même un apport significatif de nutriments. Le blanchissement peut se produire lorsque la température à la surface de la mer n’est que légèrement supérieure à la moyenne annuelle, et un blanchissement grave peut entraîner la mort des coraux. Selon des études antérieures, les récifs de corail pourraient se rétablir après un épisode de blanchissement grâce à l'acquisition de symbiontes plus tolérants au stress provenant du milieu environnant (c.-à-d. des symbiontes exogènes). Coffroth et ses collaborateurs ont évalué cette possibilité en exposant des échantillons blanchis expérimentalement de récifs de corail (corail en doigts des Caraïbes du sanctuaire marin national des Keys de la Floride) à des types de symbiontes qui ne se trouvent pas normalement dans ces récifs, et ils ont surveillé l'acquisition subséquente des symbiontes par les récifs à des températures d'eau normales (simulant une phase de rétablissement). Ils ont constaté que, même si certaines des colonies avaient acquis des symbiontes exogènes provenant de la colonne d'eau, cette acquisition n'était que temporaire, ce qui révélait l'instabilité de la nouvelle relation symbiotique. Un rétablissement stable s'est produit seulement avec les types de symbiontes qui étaient présents avant le blanchissement (c.-à-d. les populations de symbiontes in situ). Selon les auteurs, ces résultats ont d'importantes implications en ce qui concerne la réaction des coraux hermatypiques aux changements climatiques. Ils croient que l'acquisition de nouveaux symbiontes ne constitue probablement pas un moyen stable d’acclimatation à la hausse des températures de la surface de la mer. En fait, seuls les coraux qui sont déjà hôtes de souches de symbiontes résistants à la chaleur pourront probablement s'acclimater.


Prowse, T., R. Shrestha, B. Bonsal et Y. Dibike. 2010. Changing spring air-temperature gradients along large northern rivers: Implications for severity of river-ice floods. GRL, Vol. 37, L19706, doi:10.1029/2010GL044878.

À cause du réchauffement futur du climat, la fonte des glaces surviendra plus tôt et les gradients de température de l’air seront plus faibles le long des grands cours d’eau arctiques s’écoulant vers le nord, y compris le fleuve Mackenzie. Ces changements semblent indiquer que les conditions de débâcle seront moins sévères à l’avenir. La projection du risque d’inondation s’avère plus difficile.


Le long des cours d’eau situés à des latitudes élevées et qui s’écoulent vers le nord, comme le fleuve Mackenzie au Canada, le moment où la fonte des neiges a lieu et le volume qu'elle représente ainsi que les conditions de glace le long du cours d'eau ont un impact considérable sur les crues printanières extrêmes. Habituellement, une onde de crue générée dans le cours supérieur, plus chaud, des rivières se déplace progressivement vers l'aval. Selon le niveau de résistance qu'offre la glace formée sur le cours d'eau, une inondation peut se produire. Une équipe de scientifiques d'Environnement Canada a étudié comment le climat futur pourrait modifier les gradients de température de l’air le long de quatre importants cours d'eau arctiques, et quel impact ces changements pourraient avoir sur le moment où se produit la débâcle printanière et l'ampleur de celle-ci. Leurs travaux de recherche ont porté principalement sur les tronçons inférieurs (2 000 km) du fleuve Mackenzie, au Canada, ainsi que des fleuves Lena, Yenisey et Ob, en Russie. Des données de réanalyse provenant du Japon ont servi de source de données climatiques actuelles, tandis que des projections du climat futur ont été obtenues à l’aide de moyennes d’ensemble, en appliquant le scénario SRES A2 du GIEC selon quatre modèles de circulation générale. Les données de température de l'air actuelles et futures ont été reportées sur une grille d’une résolution commune de 50 km à l’aide d’une méthode d’interpolation. On a défini l’isotherme 0 °C (I0°C) comme étant le premier jour de l’année où la température moyenne mobile quotidienne de 31 jours dépassait 0 °C. Dans les conditions climatiques futures, le déplacement de l’isotherme I0°C vers l’aval suit de près les conditions actuelles, en termes de durée globale, mais se produit à des dates plus hâtives, soit de 7,5 à 16,5 jours plus tôt (moyenne calculée pour l’ensemble du tronçon de 2 000 km) pour les quatre fleuves au milieu du siècle, et de 13,6 à 25,5 jours plus tôt vers la fin du siècle. Le réchauffement en aval est considérablement plus grand qu’en amont dans les conditions climatiques futures, ce qui réduit les gradients de température de l’air entre les segments en amont et en aval des cours d’eau. Malgré quelques variations entre les modèles, la tendance générale veut que les conditions de fonte surviennent plus tôt et que le réchauffement soit plus grand vers l’aval. Il se pourrait que, à cause de ces changements, la couche de glace fluviale soit plus mince au moment de la débâcle et que les conditions de débâcle soient, de façon générale, moins sévères. Toutefois, la projection du risque d’inondation reste difficile, étant donné que plusieurs autres facteurs doivent être pris en considération. 


Ridgwell,A. and D.N., Schmidt. 2010.Past constraints on the vulnerability of marine calcifiers to massive carbon dioxide release. Nature Geoscience 3:196-200.

Les simulations de modèle de système terrestre laissent croire que l’augmentation des concentrations atmosphériques de CO2entraînera des changements dans la chimie et les biotes des océans au cours des prochains millénaires. Ces changements seront, selon toute probabilité, inégalés au cours des dernières 65 millions d’années.


On prévoit que l’augmentation des concentrations atmosphériques de CO2entraînera, en plus d’un réchauffement de la planète, une acidification des océans. Deux concepteurs de modèles océanographiques ont récemment utilisé un modèle de système terrestre nommé GENIE-1 pour entreprendre une simulation multimillénaire liée à la réponse de la chimie des océans à l’augmentation projetée des concentrations atmosphériques de CO2 dans le cadre d’un scénario très conservateur des émissions (en utilisant le scénario IS92a jusqu’à 2100, puis une légère baisse des émissions mondiales jusqu’à une stabilisation des concentrations atmosphériques, avec des émissions nettes totales de 2 180 GtC). Ensuite, ils ont comparé les résultats des simulations associées aux changements qui se sont produits pendant la période du Paléocène- Éocène, laquelle a enregistré un maximum thermique, il y a 55 millions d’années. Pendant cette période, les concentrations atmosphériques de CO2 étaient également élevées, les températures mondiales ont changé rapidement et la biodiversité des organismes calcificateurs benthiques en eaux profondes semble avoir diminuée sensiblement. La comparaison laisse croire que les changements qui surviendront à la chimie marine au cours des prochains millénaires vont selon toute vraisemblance dépassée de façon significative le maximum thermique de la période du Paléocène- Éocène. Ainsi, ces changements seront les plus importants des dernières 65 millions d’années.


Rode, K.D., S.C. Amstrup et E.V. Reghehr, 2010. Reduced body size and cub recruitment in polar bears associated with sea ice decline. Ecological Applications, vol. 20(3):768-782.

Une étude à long terme portant sur les ours blancs du sud de la mer de Beaufort prouve qu’il y a un lien entre l’étendue de la couverture des glaces de mer et les mesures de la croissance et du recrutement. Les déclins sur le plan de la croissance coïncident avec la diminution progressive de la glace de mer. La réussite de reproduction de la population observée est inférieure dans les années où l’habitat de glace de mer idéal connaît un rétrécissement important.


Les taux de croissance des mammifères dépendent en grande partie de la disponibilité des éléments nutritifs, qui varie selon l’évolution des conditions environnementales dans le temps et l’espace. Des études antérieures ont permis de faire la relation entre le rétrécissement des glaces de mer et la taille des ours blancs (ces derniers utilisant la glace comme plate‑forme pour chasser le phoque), mais les études à long terme sont limitées à la partie sud de leur territoire, principalement la baie d’Hudson. Dans le cadre d’une étude de surveillance à long terme (1982-2006) sur la taille, la condition et la réussite de reproduction des ours blancs dans le sud de la mer de Beaufort, au large de la côte de l’Alaska, Rode et al. ont décrit le lien qui existe entre les changements observés et les variations interannuelles et à long terme de la disponibilité de l’habitat de glace de mer. Les auteurs ont observé un déclin global dans la taille moyenne du crâne et la longueur du corps des ours blancs de plus de trois ans, ainsi qu’un déclin dans la longueur du corps des jeunes ours pendant la même période. Le tout coïncide avec la diminution à long terme de la glace de mer disponible. La perte de masse de litière, le nombre d’oursons d’un an par femelle et la masse corporelle des jeunes ours ont été enregistrés pour les années où la couverture des glaces de mer était insuffisante. Les auteurs ont conclu que la réduction de la disponibilité de la glace de mer dans l’habitat de cette population d’ours blancs leur avait imposé des limites sur le plan de la nutrition, entraînant la réduction de leur masse corporelle et de leurs capacités reproductives.


Sinervo, B., F. Mendez-de-la-Cruz, D.B. Miles et al. 2010. Erosion of lizard diversity by climate change and altered thermal niches. Science Vol. 328, pp 894-899, doi: 10.1126/science.1184695.

Une étude récente identifie des liens entre l'extinction des lézards et l'augmentation rapide de la température printanière qui limite l'activité pendant la période de reproduction. Les projections globales de la perte future laissent entendre que les taux d'extinction des espèces de lézards pourraient être aussi élevés que 20 % d'ici 2080 et que les taux d'extinction locale pourraient être aussi élevés que 39 %.

On s'attend à ce que les changements climatiques mondiaux causent des déplacements des aires de répartition et l'extinction d'espèces, mais les données pour valider si de tels événements se sont déjà produits sont peu nombreuses. Sinervo et al. ont comparé des inventaires récents et historiques (jusqu'en 1975) de 48 espèces de lézards à 200 sites au Mexique dont l'habitat est intact et ils ont trouvé que 12 % des populations locales n'existaient plus en 2009. Les auteurs ont examiné les données climatologiques et biologiques afin d'identifier les causes de ces extinctions et ils ont été en mesure d'établir une relation entre les augmentations rapides des températures maximales à l'hiver et au printemps et le temps que les lézards doivent passer dans des refuges plus frais afin d'éviter de surchauffer. Le temps passé dans ces refuges au printemps diminue le temps alloué à la recherche de nourriture précisément lorsque les demandes énergétiques liées à la reproduction sont les plus élevées, ce qui a pour effet de limiter la réussite de la reproduction. Un modèle physiologique fondé sur ces relations est validé à l'aide des données climatiques observées et sur la population de lézards à l'échelle mondiale (données disponibles pour 34 familles de lézards et 1216 sites géoréférencés). Les simulations de modèles identifient correctement les extinctions de la population locale de lézards sur quatre autres continents, validant ainsi le modèle et laissant entendre que des extinctions locales liées au climat ont déjà eu lieu. La modélisation génétique laisse croire que l'adaptation génétique n'est pas possible étant donné la rapidité des changements climatiques actuels et projetés. Les auteurs utilisent également leur modèle d'extinction pour formuler des projections futures de l'extinction à l'échelle mondiale fondées sur des simulations réalisées à l'aide de trois modèles de climat mondial. Les projections futures (pour le scénario A2a, 3e rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat) laissent entendre que d'ici 2080, 39 % des populations de lézards et 20 %de toutes les espèces de lézards auront disparu.


Sushama, L., N. Khaliq et R. Laprise. 2010. Dry spell characteristics over Canada in a changing climate as simulated by the Canadian RCM. Global and Planetary Change74, 1-14.

Une étude faisant appel au Modèle climatique régional canadien prévoit un risque accru en période de végétation de conditions propices à des sécheresses dans la région du sud des Prairies déjà exposée à la sécheresse, dans l’extrême sud de l’Ontario et du Québec, et dans les Maritimes.

Les modèles climatiques mondiaux prévoient généralement pour l’avenir des hivers et des printemps plus pluvieux dans l’ensemble du Canada, mais des étés plus secs dans le sud du Canada, même si cette dernière projection semble plus incertaine. Dans le cadre d’une nouvelle étude, des scientifiques canadiens examinent les changements dans les périodes sèches au Canada dans l’avenir, au moyen du Modèle climatique régional canadien (MRC) qui, grâce à sa meilleure résolution spatiale, pourrait être davantage en mesure de distinguer les changements dans les événements extrêmes à des échelles régionales. Une simulation sur 140 ans couvrant la période 1961 à 2100 a été effectuée à l’aide du Modèle climatique régional canadien  de quatrième génération, avec des conditions limites fournies par une simulation effectuée avec le modèle climatique global canadien (MCCG3) et basée sur un scénario d’émissions relativement élevées (scénario A2 du Rapport spécial sur les scénarios d'émissions du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat). La capacité du Modèle climatique régional canadien  de simuler les conditions de période sèche actuelles a d’abord été évaluée pour la période 1971 à 2000 à l’aide des données du réseau d’échantillonnage des précipitations d’Environnement Canada. Quelques biais de modèle ont été décelés. Les changements projetés dans le nombre moyen de jours secs (jours avec très peu ou pas de pluie) et de périodes de sécheresse (périodes prolongées de jours secs), ainsi que le nombre maximal de périodes de retour des périodes sèches, ont été étudiés pour la période d’avril à septembre. Pour la majeure partie du Canada, on prévoit une diminution du nombre moyen de jours secs et une hausse du nombre moyen de périodes sèches. Pour le sud du Canada, y compris le corridor Windsor-Québec et certaines parties des Maritimes, on prévoit le scénario contraire, avec une hausse du nombre moyen de jours secs et une diminution du nombre moyen de périodes sèches. Les auteurs expliquent qu’aux latitudes plus élevées, on s’attend en général à plus de précipitations, ce qui fractionnera les périodes sèches plus longues que l’on connaît actuellement en un plus grand nombre de périodes sèches de courte durée. La diminution projetée du nombre de périodes sèches pour les régions au sud est associée à des périodes sèches plus longues dans le futur, résultat qui apparaît également dans l’analyse des périodes de retour pour les périodes sèches maximales. Dans l’ensemble, les régions les plus sensibles aux changements projetés dans les périodes sèches englobent la grande région du sud des Prairies, de même que le corridor Windsor-Québec et la région des Maritimes.


Williams, B. and A.G. Grottoli. 2010. Recent shoaling of the nutricline and thermocline in the western tropical Pacific. Geophysical Research Letters 37, L22601, doi: 10.1029/2010GL044867)

 

Une nouvelle étude fondée sur les données d'isotopes stables de coraux révèle une diminution de la profondeur de la couche superficielle d'eau chaude dans la zone tropicale de l'ouest du Pacifique. Ce phénomène concorde avec un affaiblissement de la circulation atmosphérique au-dessus de la zone tropicale du Pacifique qui a été démontré par de nombreux modèles climatiques sous l'effet du réchauffement de la planète.

L'état moyen de l'océan Pacifique tropical influence le climat mondial par l'intermédiaire de téléconnexions atmosphériques et océaniques vers des régions éloignées. Selon des études récentes de modélisation, les effets causés par l'augmentation des concentrations atmosphériques des gaz à effet de serre dans la zone tropicale du Pacifique peuvent comprendre un affaiblissement du système de circulation Walker (qui a une incidence sur les alizés de l'est, la remontée des eaux océaniques, les configurations des précipitations et des convections, etc.) et une diminution de la profondeur de la nutricline et de la thermocline (c.-à-d. une élévation du fond de la mer) dans la zone tropicale de l'ouest du Pacifique. La nutricline et la thermocline donnent une indication de la profondeur à laquelle les eaux de surface chaudes et pauvres en substances nutritives sont séparées des eaux froides et riches en substances nutritives, et elles sont étroitement liées dans la zone tropicale de l'ouest du Pacifique. Étant donné qu'il n'y a pas suffisamment de données d'observation directes pour déterminer les changements dans la profondeur de la nutricline et de la thermocline, Williams et Grottoli se sont servis de relevés climatiques indirects. Dans ce cas, il s'agit de données d'isotopes stables à haute résolution et dépassées obtenues à partir de coraux. Ils ont prélevé des échantillons de coraux mous et de coraux noirs provenant des récifs situés près de Palaos (dans la zone tropicale de l'ouest du Pacifique) à trois différentes profondeurs (5 m, 85 m et 105 m). Ces coraux ne sont pas uniquement présents dans les eaux près de la surface, car leur source de nourriture constitue la matière organique particulaire dans la colonne d'eau. Les changements dans la source de nourriture selon la profondeur produisent des différences dans la géochimie des isotopes du squelette corallien, fournissant ainsi une approximation de la profondeur passée de la nutricline et de la thermocline connexe. Les résultats obtenus indiquent que, depuis les années 1970, la profondeur de la nutricline et de la thermocline a diminué et la productivité primaire a augmenté dans la zone tropicale de l'ouest du Pacifique. Les auteurs ont fait remarquer que l'ampleur et la durée de cette diminution de la profondeur sont sans précédent au cours des 115 dernières années. Il s'agit des premiers relevés climatiques indirects relatifs à la subsurface (en dessous de 20 m) qui révèlent un affaiblissement du système de circulation Walker au cours du XXe siècle et qui sont conformes aux études récentes de modélisation concernant les effets du réchauffement climatique sur cette région.


Yamamoto-Kawai, M., F.A. McLaughlin, E.C. Carmack, S. Nishino et K. Shimada.2009. Aragonite undersaturation in the Arctic Ocean: effects of ocean acidification and sea ice melt. Science 20 November Vol 326 pp1098-1100.

On a trouvé de l’eau corrosive – de l’eau sous-saturée en carbonate de calcium – dans l’océan Arctique une décennie plus tôt que prévu. Les organismes marins qui ont besoin de carbonate de calcium pour former leurs coquilles ou squelettes en seront affectés, ce qui pourrait mettre en péril le réseau trophique marin.


La revue Science a récemment publié un article de scientifiques du ministère des Pêches et des Océans du Canada, qui documentait la présence, dans le Bassin Canada de l’océan Arctique, d’eaux de surface sous-saturées en carbonate de calcium. Or, chez de nombreux organismes marins, la coquille ou le squelette est fait de carbonate de calcium, et ces structures peuvent commencer à se dissoudre si les eaux environnantes deviennent sous-saturées. L’acidification de l’océans causée par l’absorption de CO2atmosphérique est un facteur qui contribue généralement à faire baisser les concentrations en carbonate dans les eaux océaniques, mais les eaux de surface froides des hautes latitudes océaniques sont particulièrement sensibles à ce processus, puisque les eaux froides peuvent absorber plus de CO2. Il avait été projeté que les eaux de surface des hautes latitudes océaniques deviendraient sous-saturées en premier, mais on ne s’attendait pas à ce que cela se produise dans l’océan Arctique d’ici encore une dizaine d’années. Yamamoto et ses collègues ont comparé les observations effectuées dans le bassin Canada en 2008 avec celles de 1997, et constaté que l’état de saturation pour l’aragonite (une forme de carbonate de calcium) était significativement plus bas en 2008 qu’en 1997 et que, dans certaines régions, il y avait déjà des eaux sous-saturées. Ils ont en outre montré que les régions sous-saturées sont celles où les eaux de surface deviennent plus douces à cause de la fonte de la glace de mer. L’eau de fonte de la glace de mer présente en effet de très bas niveaux de carbonate; l’ajout de grandes quantités de cette eau de fonte dans l’eau de surface y fera donc baisser les concentrations de carbonate. Le déclin rapide de la glace de mer, qui met une plus grande partie de l’océan en contact avec l’atmosphère, a aussi rendu les conditions favorables à une plus grande absorption de CO2 atmosphérique, qui contribuera à faire baisser les concentrations de carbonate dans l’eau de surface. Les auteurs signalent que le bassin Canada est la première zone d’océan profond où on ait observé une telle sous-saturation.

 

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