Le cycle saisonnier du phytoplancton en Méditerranée

Publié par Isabelle le 12/03/2021 à 13:00
Source: CNRS INSU
Le phytoplancton est le terme générique pour désigner les algues microscopiques qui effectuent la photosynthèse dans l'océan, comme le fait la végétation sur terre. Ces micro-algues font l'objet de nombreuses recherches car elles sont un élément-clé de la pompe (Une pompe est un dispositif permettant d'aspirer et de refouler un fluide.) biologique de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...) et le premier maillon (Le maillon en language maritime est une longueur de chaîne (ligne de mouillage), qui mesure 15...) de la chaîne alimentaire (Une chaîne alimentaire est une suite d'êtres vivants dans laquelle chacun mange celui qui le...) marine.

Mais le suivi de cette "végétation (La végétation est l'ensemble des plantes (la flore) sauvages ou cultivées qui...) marine" est bien plus difficile que sur terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...), dans la mesure où elle est soumise aux courants de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) et aux mouvements verticaux des masses d'eaux, et que nos capacités d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) sont plus réduites en mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.). Notre compréhension actuelle du cycle saisonnier, ou phénologie, du phytoplancton est de ce fait très partielle, ce qui freine notre capacité à comprendre tant le fonctionnement des écosystèmes marins que leur évolution dans un contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le...) de changement climatique.


Image satellitaire de la Méditerranée Orientale prise le 11 March 2019, pendant la campagne PERLE-2, par le capteur (Un capteur est un dispositif transformant l'état d'une grandeur physique observée en une...) AQUA du satellite (Satellite peut faire référence à :) MODIS de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de...). Les structures vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde...) pâle, visibles au sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) des îles de Rhodes (Rhodes (en grec ancien Ῥόδος / Rhódos, moderne...) et de Crète (En géomorphologie, une crête est une ligne de points hauts d'un relief séparant deux...), indiquent la présence de phytoplancton dans les couches de surface.

En Mer Méditerranée (Méditerranée signifie entre les terres. La mer Méditerranée est une mer intracontinentale...), la phénologie du phytoplancton a été étudiée principalement par des observations satellitaires, dites de "couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes...) de l'océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau...)", qui fournissent un bon indicateur de la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) de phytoplancton présente dans les eaux de surface. Deux catégories principales de phénologie ont été mises en évidence: observée sur la grande majorité du bassin, la première est caractérisée par de faibles variations saisonnières; la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...), localisée sur des régions bien spécifiques, fait ressortir de fortes variations saisonnières marquées notamment par la présence d'un pic printanier.

Dans le cadre du chantier MISTRALS, les actions DEWEX et PERLE (Les perles sont de petites billes, généralement de couleur blanche, créées par...) ont permis d'approfondir ces résultats dans deux de ces zones d'efflorescence printanière marquée: le Golfe (Un golfe (italien golfo, grec kolpos, pli) est une partie de mer avancée dans les terres, en...) du Lion (Le lion (Panthera leo) est un mammifère carnivore de la famille des félidés du genre...) en Méditerranée Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) Occidentale et le sud de l'île (Une île est une étendue de terre entourée d'eau, que cette eau soit celle d'un cours d'eau, d'un...) de Rhodes en Méditerranée Orientale. Plusieurs campagnes océanographiques et un déploiement massif (Le mot massif peut être employé comme :) de plateformes autonomes (planeurs sous-marins et flotteurs profileurs), ont permis de récolter des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) inédites. Elles confirment que le cycle du phytoplancton est piloté par l'évolution saisonnière de la profondeur de la couche de mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses...), c'est à dire la couche d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) superficielle soumise aux vents et aux variations de température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :).

C'est la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il...) de cette couche qui détermine la croissance du phytoplancton: lorsqu'elle s'approfondit en hiver (L'hiver est une des quatre saisons des zones tempérées.), sous l'effet combiné de l'intensification du vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface...) et de la baisse des températures, elle enrichit sporadiquement la surface avec des eaux profondes riches en nutriments. Ce phénomène prépare les conditions favorables à une efflorescence lors du printemps (Le printemps (du latin primus, premier, et tempus, temps, cette saison marquant autrefois le...) suivant, lorsque la température et la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) augmentent. Cette efflorescence se maintient ensuite jusqu'à épuisement des nutriments.

Les données acquises ont également permis de mettre en évidence une spécificité de la Méditerranée concernant ce phénomène. En effet, dans les deux zones étudiées, le réservoir profond de nutriments est situé relativement proche de la surface, ce qui permet un apport en sel nutritifs par le fond, même en présence de couches de mélange hivernal relativement peu profondes. Ainsi, l'intensité de l'efflorescence de phytoplancton au printemps n'est pas directement corrélée à l'approfondissement de la couche de mélange en hiver. La prise en compte de ces informations dans les modèles numériques permettra d'améliorer notre capacité à prévoir l'évolution des écosystèmes marins en Méditerranée dans les décennies à venir.

Auteurs:
Fabrizio D'Ortenzio, Vincent Taillandier, Laurent Coppola, Thibaut Wagener.
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