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ÉCOSYSTÈMES MARINS: Cadre programmatique
ArcticNet
Le réseau de centres d'excellence (RCE) du Canada ArcticNet regroupe plus de 145 chercheurs issus de 30 universités canadiennes, 8 ministères fédéraux et 11 départements provinciaux qui collaborent avec des équipes de recherche du Danemark, de l'Espagne, des États-Unis, de la Finlande, de la France, du Groenland, du Japon, de la Norvège, de la Pologne, du Royaume-Uni, de la Russie et de la Suède.
ArcticNet a été lancé en 2005 pour une durée de 7 ans, et a été renouvelé pour une ultime durée de 7 ans en 2011 avec un financement de 67 M$ du gouvernement fédéral. Le dispositif des RCE existe depuis 1989 et finance actuellement 12 réseaux à vocation scientifique. Louis Fortier est l'initiateur et le directeur scientifique d'ArcticNet.
Le programme scientifique d'ArcticNet se décline en 4 « études d'impact régionales intégrées » (IRIS) sur 4 régions de l'Arctique canadien : 1) Arctique de l'ouest et central, 2) Arctique de l'est, 3) Baie d'Hudson et 4) sub-Arctique de l'est. Un total de 36 projets scientifiques contribuent à ces IRIS. Cinq d'entre eux répartis dans les régions 1, 2 et 4 sont coordonnés par des chercheurs de Takuvik. Ils couvrent la période 2011-2014. Parmi ces cinq projets, les trois suivants sont associés au thème Écosystème marins de notre programme de recherche :
- Écoservices marins et vulnérabilité aux changements climatiques (PI : J.-É. Tremblay)
Ce projet vise à étudier comment des changements de la dynamique de la glace de mer et d'origine terrestre (icebergs et îles de glace), la température de l'eau, la circulation océanique et l'action du vent affectent la production primaire dans la colonne d'eau et l'écosystème benthique sous-jacent. Les objectifs spécifiques sont de :
1) localiser les points chaud biologiques (et les points froids) des activités pélagiques et benthiques,
2) évaluer leur fonctionnement et interactions
3) évaluer comment leur productivité et biodiversité sont susceptibles de répondre à d'autres perturbations environnementales.
- L'écosystème de la morue arctique sous la pression des changements climatiques (PI : L. Fortier)
La morue arctique (Boreogadus saida) est un élément clé de l'écosystème pélagique de l'Océan Arctique qui effectue jusqu'à 75% du transfert d'énergie entre le plancton et les vertébrés. Un hyper-spécialiste adapté à la vie sous la banquise, la morue arctique pourrait être remplacée par des généralistes boréaux comme le capelan et le lançon avec la réduction du couvert de glace. Ce projet vise à cartographier la distribution et les migrations des populations de morue arctique dans l'Arctique canadien et mesurer les variations de sa saison d'éclosion en fonction des changements annuels dans le couvert de glace, la température de surface et la disponibilité des proies zooplanctoniques.
- Télédétection de la nouvelle frontière arctique (PI : M. Babin)
Ce projet qui se fonde essentiellement sur l'exploitation de données de télédétection à l'aide d'algorithmes ad hoc que nous développons spécifiquement pour l'océan Arctique, vise à :
1) comprendre le fonctionnement des écosystèmes marins arctiques,
2) déterminer les flux de carbone (rivières, milieu côtier, océan) en portant une attention particulière à
ceux qui sont affectés par la lumière,
3) déterminer l'impact des changements actuels et à venir prochainement dans l'environnement arctique sur les écosystèmes et les flux biogéochimiques marins.
Pour chacun de ces projets, ArcticNet octroie des financements (au total 324 k$ par an), et du temps-navire sur le brise-glace de recherche Amundsen durant chacune de ses expéditions annuelles en Arctique qui durent un minimum de 84 jours.
Malina
Le projet Malina (2008-2012), piloté par M. Babin, visait à déterminer le bilan des flux de carbone contrôlés par l'activité bactérienne, la photo-oxydation du carbone organique dissous et la production primaire dans une région océanique sous influence d'apports terrigènes, le plateau du Mackenzie en Mer de Beaufort, et fortement impactée par le changement climatique. Nous y avons effectué une campagne océanographique de 28 jours en août 2009 pour déterminer la distribution spatiale des stocks de carbone organique vivants et détritiques dans la colonne d'eau et les sédiments, dans le delta du Mackenzie, sur le plateau continental et au-delà. D'autres travaux ont été réalisés pour bien comprendre l'importance et la variabilité de l'oxydation par la lumière et les bactéries, et la production par photosynthèse, de matière organique. Certaines mesures ont permis de développer les algorithmes ad hoc pour suivre ces processus par télédétection au cours des prochaines années / décennies. Une étude détaillée de la biodiversité microbienne a aussi été réalisée pour décrire les différentes biocénoses et biotopes associés. Des modèles diagnostiques des processus étudiés ont été développés et combinés à un modèle couplé physique-biologie d'écosystème. Nous avons aussi utilisé une approche rétrospective, basée sur l'analyse de proxys géochimiques déterminés sur des sédiments des 1000 dernières années. Le projet Malina impliquait de nombreuses équipes françaises, canadiennes et américaines.
Il a été financé en France par l'ANR, les CNRS (PICS, LEFE), le CNES et l'ESA, au Canada par ArcticNet, et aux É-U par la NSF et la NASA. La plupart des résultats ont été publiés dans un numéro spécial de Biogeosciences. Plusieurs chercheurs de Takuvik y ont contribué.
Chaire d'excellence en recherche du Canada (CERC) sur la « Télédétection de la nouvelle frontière arctique du Canada »
La pression qui pèse actuellement sur les écosystèmes arctiques appelle à une intensification de la collecte
d'observations scientifiques. La CERC sur la télédétection de la nouvelle frontière arctique du Canada traite de plusieurs aspects de cet important défi, en se concentrant sur l'étude des écosystèmes marins de l'Arctique canadien. La CERC se consacre à
1) appliquer les dernières avancées scientifiques en matière de télédétection, associées à des expéditions océanographiques, afin de détecter et de suivre les réponses des écosystèmes marins arctiques à la variabilité et aux changements climatiques ;
2) développer des modèles de diagnostic et de prédiction des écosystèmes marins arctiques;
3) perfectionner le déploiement dans les mers couvertes de glace
de nouvelles technologies telles que les flotteurs-profileurs et les véhicules autonomes sous-marins,
4) concevoir un système d'archivage intégralement géoréférencé pour favoriser la synthèse et la diffusion aux instances décisionnelles de notre compréhension scientifique croissante des changements dans les écosystèmes marins arctiques et de leurs conséquences socio-économiques.