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Etude des Changements Lumineux sur la Pompe biologique de Carbone

Le projet ECLiPse Arctique porte sur l’étude des Changements Lumineux sur la Pompe biologique de Carbone lors de la floraison printanière dans l’Océan Arctique.

ECLiPse Arctique est un projet issu de l’AAP Émergence qui vise à comprendre l’influence des changements de régimes lumineux sur la capacité des microalgues polaires à séquestrer et exporter du CO2 fixé par la photosynthèse lors de la floraison printanière dans l’océan Arctique. (mai 2025-mai 2027). Ce projet concerne les thèmes de recherche ISblue 1 et 4.

Contexte

Depuis les dernières décennies, l’océan Arctique est affecté par le changement climatique, entraînant des modifications de la couverture de neige sur la glace de mer et de l’épaisseur de la glace de mer. Ces paramètres sont déterminant lors de la floraison printanière et des flux de carbone associés (agrégation, sédimentation et reminéralisation), ainsi que sur le réseau trophique qui en dépend (zooplancton et organismes benthique).

Dans les écosystèmes polaires, les microalgues de glace (sympagiques) jouent un rôle déterminants dans la dynamique de production primaire, mais aussi dans la dynamique de formation d’agrégats qui contrôle le flux de sédimentation dans la colonne d’eau. La formation d’agrégats de phytoplancton est le moteur principal de la pompe biologique de carbone océanique (PBC). Sans la PBC, la concentration en CO2 atmosphérique serait deux fois plus importante qu’actuellement.

Le réchauffement climatique en réduisant de la couverture de neige et l’épaisseur de la glace au cours du printemps arctique (avril-mai, Figure 1), pourrait correspondre à une situation plus proche du mois de juin (Figure 1) en termes d’intensité lumineuse dans la glace de mer et en dans la colonne d’eau. L’amplification polaire du réchauffement global favoriserait ainsi une floraison phytoplanctonique dans la colonne d’eau, plus tôt dans l’année au détriment des algues de glace qui prolifèrent dans la glace de mer.

Figure 1 : épaisseur du couvert de neige entre avril et juillet 2023 (modélisation issue des données satellite Copernicus)

Problématique

Les changements de régime lumineux causé par la fonte précoce de la neige sur la glace va-t-il modifier la capacité du phytoplancton pélagique arctique à exporter du carbone grâce à l’agrégation et la sédimentation des cellules ? Quelles seraient les conséquences sur la qualité des flux d’export de carbone tels que la vitesse de sédimentation, la reminéralisation de la matière organique et la composition en acides gras ?

Objectifs

Pour répondre à cette problématique, le projet ECLiPse a pour objectif d’intercomparer :

  • Des mesure in situ sur le terrain en Arctique (campagne au printemps/été 2025 et 2026, Figure 2)
  • Les résultats issus d’expérimentations contrôlées ex situ avec des communautés naturelles en laboratoire humide au sein de la station de recherche de Qikiqtarjuaq (Figure 2)
  • Les résultats issus d’expérimentations complémentaires réalisés au LEMAR (salles climatiques de l’IUEM), notamment grâce à une collection de microalgues polaires en cultivé au laboratoire (Figure 3).
Figure 2 :
Localisation du camp de glace (lieu d’échantillonnage) ainsi que du village de la communauté Inuit de Qikiqtarjuaq.
Figure 3 :
Diatomée de glace Haslea vitrea,
cultivée au LEMAR

Porteur du projet : Jordan TOULLEC (Postdoctorant LEMAR, UBO)

Équipes des unités de recherche ISblue :

  • LEMAR (UBO, CNRS, IRD, Ifremer) : Brivaëla MORICEAU, Johann LAVAUD, Gaspard DELEBECQ et Hana CHELLY 
  • LOPS (UBO, CNRS, IRD, Ifremer) : Camille LIQUE, Thomas GORGUES 

Collaborations externes :

  • LOG (ULCO, CNRS, IRD, Wimereux) : Luis Felipe ARTIGAS
  • BOREA (MNHN, Station Marine de Concarneau) : Cédric HUBAS
  • Takuvik, Université de Laval (Canada) : Rémi AMIRAUX, Marcel BABIN