Le climat: le rôle des océans

Pour terminer la Semaine de la Culture Scientifique sous le thème du climat, Martine Lizotte continue de nous expliquer les conséquences de la fonte de la glace en Arctique sur le climat.

Il est 3h23 du matin dans le golfe d’Amundsen et nous venons d’arriver à notre station d’échantillonnage. Les équipes s’affairent sur le pont pour préparer le déploiement d’un carottier qui nous permettra d’échantillonner du sédiment marin à plus de 1000 mètres de profondeur. Depuis la timonerie du brise-glace Amundsen, nous regardons défiler des fragments de glace « pourrie », glace qui s’était formée pendant le dernier hiver et s’est fragilisée et désagrégée pendant l’été. Cette glace annuelle, qui se forme et fond chaque année, se distingue de la glace pluriannuelle, plus épaisse, qui elle perdure même en été. Cette vieille glace, comme on l’appelle, se fait de plus en plus rare en Arctique. Selon le dernier « Arctic Report Card » de la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), l’Arctique aurait perdu près de 95% de sa glace pluriannuelle la plus ancienne. Et selon certains modèles prévisionnels, l’océan Arctique pourrait être complètement libre de glace en été d’ici 2030. La perte de cette vieille glace a de graves conséquences pour l’Arctique, mais aussi pour le reste de la planète. Il me vient à l’esprit une phrase prononcée par Vidar Helgesen, ministre norvégien du climat et de l’environnement, lors d’une assemblée parlementaire de l’OTAN: « Ce qui se passe dans l’Arctique ne reste pas dans l’Arctique ». La disparition accélérée de la glace pluriannuelle est en train de déstabiliser la fonction inhérente de l’Arctique en tant que système de refroidissement de la planète.  

Fragments de glace annuelle à la dérive autour du NGCC Amundsen, 23 septembre 2021. Photo @Michael Fritz

La perte des surfaces pâles (glaces) au profit des surfaces foncées (eaux libres) modifie le rôle que joue l’océan Arctique dans le bilan radiatif global de la Terre. En effet, les surfaces englacées réfléchissent la plus grande part des radiations solaires vers l’espace, alors que les eaux libres de glaces absorbent la plus grande part des rayons du soleil. Cette situation mène à un phénomène qu’on appelle l’amplification polaire. Non seulement les régions arctiques se réchauffent-elles, mais ce réchauffement est accéléré, se produisant à une vitesse deux fois plus rapide qu’ailleurs sur la planète.   

Ce qui se passe dans l’Arctique ne reste donc pas nécessairement dans l’Arctique. Le réchauffement au nord du globe pourrait déjà avoir des répercussions sur les conditions climatiques en Amérique du Nord et en Europe. Plusieurs chercheurs associent maintenant certains extrêmes météorologiques – précipitations neigeuses au Texas, records de froid en Grèce, dôme de chaleur en Colombie-Britannique – à la déstabilisation des patrons de circulation atmosphérique, notamment ceux du courant-jet (jet stream) et du vortex polaire. Ce dernier est composé d’un courant d’air froid qui circule dans une région de basse pression le long d’un étroit corridor de la stratosphère autour du pôle Nord. La rotation du vortex polaire est comme celle d’une toupie. Il suffit d’une légère interférence pour que la course circulaire de cette dernière soit chamboulée, déviée. Une telle interférence du vortex polaire pourrait être liée aux modifications thermiques du courant-jet, elles-mêmes induites par le réchauffement en Arctique. La déstabilisation du courant-jet agirait comme une « pichenotte » sur le vortex polaire, entraînant une oscillation erratique de ce dernier avec de potentielles perturbations des masses d’air au sud. Bien qu’il n’existe pas encore de consensus scientifique à ce sujet, la recherche sur les possibles interactions entre le réchauffement arctique et les patrons météo qui nous touchent tous au quotidien est aujourd’hui bien active.  

Ce qui se passe dans l’Arctique ne reste pas dans l’Arctique

Vidar Helgesen, ministre norvégien du climat et de l’environnement

Québec-Océan remercie chaleureusement Martine Lizotte d’avoir partagé, depuis le NGCC Amundsen, ses connaissances sur les échanges océan-atmosphère et les missions en cours à bord de ce brise-glace de recherche.   

Le climat: le rôle des océans

Depuis le brise-glace de recherche NGCC Amundsen, Martine Lizotte continue de nous expliquer l’importance des océans et les conséquences du réchauffement climatique dans le cadre de la Semaine de la Culture Scientifique sous le thème du climat.

Au cours des dernières décennies, le réchauffement planétaire a engendré un recul généralisé de la cryosphère : diminution de l’épaisseur et de l’étendue et de la banquise arctique, perte de masse des glaciers et des calottes glaciaires, réduction du couvert neigeux et augmentation de la température du pergélisol. La déstabilisation thermique du pergélisol, aggravée par les changements climatiques, entraîne maintenant un flux très important de sédiment et de matière organique du milieu terrestre vers le milieu côtier, via les bassins de drainage des grandes rivières arctiques (ex. Ob, Yenisei, Lena, Mackenzie, Yukon). L’impact sur les écosystèmes marins est encore mal connu.

Carte réalisée par le groupe Nunataryuk montrant l’étendue du permafrost dans l’hémisphère Nord.

L’enjeu associé au dégel du pergélisol est énorme. D’abord parce que le pergélisol du littoral arctique représente plus de 30 % des côtes de la Terre. Ensuite, parce que ce pergélisol contient une importante quantité de carbone organique accumulée au fil des millénaires, de 1460 à 1600 gigatonnes, soit près du double du carbone qui se trouve actuellement dans l’atmosphère. Qu’advient-il alors de cette matière riche en carbone une fois transportée vers l’embouchure d’un fleuve comme le Mackenzie qui se déverse en mer de Beaufort?  Se dépose-t-elle rapidement sur le fond en zone côtière à la suite de sa floculation (agglomération de particules) ? Reste-t-elle en suspension dans la colonne d’eau ? Quel est l’impact de cette matière en suspension sur les propriétés optiques et chimiques des masses d’eau ? Quel est l’impact de cette matière sur la vie océanique, sur la chaîne alimentaire, et particulièrement sur son premier maillon le phytoplancton ? La matière est-elle transportée plus loin au large par les courants marins ? Subit-elle des transformations le long de son transit vers les eaux du large ? Ces transformations sont-elles photochimiques (catalysées par les radiations solaires) ou biologiques (contrôlées par les microorganismes marins) ? Ces transformations mènent-elles à la formation de GES tels que le CO2 et le méthane ? Y a-t-il relargage de ces gaz dans l’atmosphère ? Ce sont là quelques-unes des questions sur lesquelles planchent les scientifiques à bord du NGCC Amundsen.  

Afin de mieux comprendre les changements en cours et appréhender ceux à venir dans cette région difficile d’accès, les équipes misent à terme sur les observations faites depuis des satellites qui sillonnent l’espace au-dessus de l’Arctique. La couleur de l’eau vue de l’espace permet d’estimer la composition biochimique des masses d’eau. Mais ceci doit être validé par des mesures in situ, c’est-à-dire par des données récoltées directement en mer, grâce au navire posté en mer de Beaufort.

Delta du fleuve Mackenzie vu de l’espace. Photo @NASA

Bientôt, des prédictions sur la transformation de la matière organique issue du pergélisol en termes de nature, vitesse et conséquences sur les écosystèmes et le climat pourront être émises. Ces dernières devront également prendre en compte un autre phénomène de transfert de matière entre le milieu terrestre et océanique : celui de l’affaissement du littoral et de l’érosion des côtes. Exacerbée sous l’effet conjugué du réchauffement thermique, des vagues et des tempêtes qui sont plus fréquentes et plus intenses en raison de la dégradation de la banquise, l’érosion des côtes en Arctique s’est intensifiée au cours des dernières décennies. L’érosion côtière dans certaines régions du Nord canadien est passée d’environ 1 mètre par an dans les années 1990 à environ 8 m par an actuellement. Par endroit, ce recul se chiffre à 25 mètres, soit la longueur de trois autobus stationnés bout à bout. Il suffit de s’imaginer ces énormes pans de terre s’effondrer dans l’océan Arctique pour réaliser l’ampleur des changements qui guettent cette région de la planète !

Rendez-vous dans un prochain billet pour découvrir la dernière partie sur l’importance des océans dans le climat.

Le climat: le rôle des océans

Du 20 au 26 septembre se déroule la Semaine de la Culture Scientifique sous le thème du climat.

Pour cette occasion, Québec-Océan donne la « parole » à Martine Lizotte, professionnelle de recherche employée successivement par Maurice Levasseur puis Marcel Babin. Spécialiste de la dynamique du diméthylsulfure : un gaz issu des microorganismes marins et impliqué dans la régulation du climat planétaire, Martine s’intéresse aux échanges de gaz importants pour le climat entre l’océan et l’atmosphère ainsi qu’au bilan de carbone dans les eaux arctiques liée au changement climatique et au dégel du pergélisol. En direct de la mer de Beaufort comme cheffe de mission à bord du NGCC Amundsen, elle nous explique le rôle des océans dans le climat, et les objectifs de la mission en cours.

Les océans représentent les plus importants capteurs d’énergie solaire sur Terre. De par leur vaste superficie (>360 millions de km2) ils absorbent une grande quantité de chaleur et pourtant on y observe relativement peu d’écarts de température. Cette étonnante capacité à stocker et à libérer la chaleur sur de longues périodes de temps confère aux océans un rôle central dans la stabilisation du climat de notre planète. La source principale de chaleur dans les océans provient du soleil, mais certains types de nuages, la vapeur d’eau et les gaz à effet de serre – GES tels que le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4), et l’oxyde nitreux (N2O) – réémettent dans l’atmosphère une part de la chaleur qu’ils emmagasinent et cette dernière peut être captée par les masses océaniques. De l’excédent de chaleur dû aux GES, plus de 90% est aujourd’hui stocké dans les océans.

Cette étonnante capacité à stocker et à libérer la chaleur sur de longues périodes de temps confère aux océans un rôle central dans la stabilisation du climat de notre planète.

Photo: @Benjamin Fortier

La chaleur absorbée par les océans ne disparaît pas, elle est transportée d’un endroit à un autre, à des échelles de temps qui peuvent être très longues. Les vents, les vagues, les marées, les courants, mélangent constamment les océans, déplaçant la chaleur des tropiques aux pôles et de la surface aux profondeurs. Éventuellement, la chaleur est réacheminée aux autres systèmes de la Terre par évaporation, fonte de la banquise, et réchauffement de l’atmosphère. C’est ainsi que l’énergie thermique des océans peut réchauffer la Terre bien des décennies après son absorption. L’étude du bilan thermique (absorption versus libération) des océans est donc cruciale afin de mieux appréhender et modéliser le futur de notre climat planétaire. 

Outre ces importants échanges thermiques, l’interface eau-air est le site de nombreux échanges de gaz climatiquement actifs, tels que les GES. Bien qu’il puisse exister de la variabilité spatiale et temporelle dans les échanges de CO2 entre l’atmosphère et l’océan, ce dernier agissant tantôt comme une source, tantôt comme un puit, globalement, des millions de tonnes de CO2 atmosphérique sont absorbés par les océans à chaque année. Depuis l’ère préindustrielle, les océans ont capté plus du quart du CO2 atmosphérique d’origine anthropique. De ce fait, les océans exercent un important frein à l’accumulation de GES dans l’atmosphère, mais non sans conséquences. L’accumulation du CO2 dans les eaux océaniques modifie la chimie de l’eau de mer, abaissant son pH, et menant au phénomène d’acidification des océans. La plupart des organismes marins étant très sensibles aux variations de pH, même de très petites modifications pourraient avoir un impact significatif sur la vie dans nos océans. 

Depuis l’ère préindustrielle, les océans ont capté plus du quart du CO2 atmosphérique d’origine anthropique. De ce fait, les océans exercent un important frein à l’accumulation de GES dans l’atmosphère, mais non sans conséquences.

Photo: @Benjamin Fortier

Au-delà de leur rôle « tampon-CO2 », les océans sont aussi le site de production de gaz ombrelle, tel que le diméthylsulfure (DMS), un composé issu de l’activité biologique du phytoplancton et des bactéries dans les océans. Le DMS est dit « ombrelle » puisque sa ventilation dans l’atmosphère et sa subséquente oxydation en aérosols sulfatés favorisent la formation de nuages qui réfléchissent une partie des radiations solaires vers l’espace. L’effet net refroidissant du DMS dans le bilan radiatif de la Terre demeure toutefois difficile à quantifier avec précision.  

À la lumière de l’important couplage qui existe entre l’océan et l’atmosphère, force est de constater que tout phénomène ayant le potentiel de freiner, modifier, ou accélérer la vitesse des échanges de gaz et de chaleur entre ces deux composantes de la planète pourrait significativement altérer le climat global. Plusieurs de ces phénomènes, associés aux changements climatiques, sont déjà en cours : fonte des calottes glaciaires, diminution de l’étendue et l’épaisseur des glaces de mer, dégel du pergélisol etc. Peu étudié jusqu’à présent du point de vue marin, la fonte du pergélisol n’est pas négligeable puisqu’il couvre des grandes superficies autour de l’océan Arctique. Son dégel induit un certain transfert de la matière organique du milieu terrestre vers le milieu côtier. C’est à cette problématique que s’attarde actuellement un groupe de scientifiques à bord du brise-glace Amundsen, un navire de la garde côtière canadienne (NGCC) spécialement équipé pour l’étude des océans glacés. Les membres du projet PeCaBeau (Permafrost Carbon in the Beaufort Sea) ont pour mandat de comprendre l’impact de l’érosion côtière et du dégel du pergélisol sur les écosystèmes marins et la production de gaz climatiquement actifs en mer de Beaufort. Pour ce faire, ils prélèveront de l’eau et des sédiments marins afin d’en étudier la signature biogéochimique et de déterminer le devenir de la matière organique riche en carbone. Parallèlement, les membres du projet RadCaRBBS (Radiocarbon Distributions and Carbon cycling between Baffin Bay and the Beaufort Sea) ont pour objectif d’étudier la distribution et le cycle biogéochimique du carbone dans le même secteur. Les chercheurs sont particulièrement intéressés à comprendre comment les microbes marins transforment le carbone de la matière organique : ce dernier est-il retourné à l’atmosphère sous forme de CO2 via la respiration ou est-il enfoui dans l’océan profond ? 

Plusieurs membres du projet PeCaBeau échantillonnant des sédiments marins à l’aide d’un carottier « multi-corer » dans la mer de Beaufort.
Photo: @Martine Lizotte

Rendez-vous dans un prochain billet pour plus de détails sur les projets et les activités en cours à bord du NGCC Amundsen. 

Photo: @Martin Fortier

WEBINAIRE QUÉBEC-OCÉAN

Lors de la journée mondiale des océans le 8 juin 2021, Québec-Océan a remis ses prix d’excellence pour souligner la science qui se cache derrière les océans. Ces prix récompensent la recherche, la collaboration au sein du groupe ainsi que la diffusion des connaissances.

Retrouvez la présentation de David Beauchesne (U. Laval) lauréat du prix de publication conjointe et l’entrevue avec Philippe Archambault (U. Laval) lauréat du prix de rayonnement médiatique.

Saviez-vous que ?

En Arctique, quatre régions devraient devenir des zones à risque d’invasion par des espèces marines envahissantes à cause du réchauffement climatique et de l’augmentation de l’activité maritime.

C’est le résultat trouvé par Jesica Goldsmith, chercheure postdoctorale à l’U. Laval et membre de Québec-Océan et son équipe. Des modèles de distribution d’espèces ont été réalisés avec les conditions environnementales actuelles et celles de deux scénarios de réchauffement climatique intermédiaires (2050 et 2100) pour 23 espèces aquatiques envahissantes à haut risque pour la région arctique. Cette recherche met en évidence 4 régions à fort risque d’invasion : la baie d’Hudson, le nord des Grands Bancs et le Labrador, les mers des Tchouktches et de Béring orientale, les mers de Barents et Blanche. Si des espèces devaient arriver dans l’un de ces endroits, la plupart y trouveraient un habitat adapté. À cause des changements climatiques, de plus en plus d’habitats deviendront favorables à ces espèces.

Pour en apprendre plus : Goldsmit J, McKindsey CW, Schlegel RW, Stewart DB, Archambault P, Howland KL. (2020). What and where? Predicting invasion hotspots in the Arctic marine realm. Global change biology26(9), 4752-4771.  https://doi.org/10.1111/gcb.15159

Zone à risque d’invasion par des espèces aquatiques envahissantes pour les conditions actuelles et futures (2050 et 2100) dans l’Arctique (1 : Baie d’Hudson ; 2 : Grands Bancs du Nord/Labrador ; 3 : Mers de Chukchi/Est de Bering ; 4 : Mers de Barents et Blanche). Les couleurs représentent le nombre d’espèces qui ont un habitat adapté dans une région donnée du (jaune = peu; rouge =beaucoup).
Predicted hotspots of aquatic invasive species richness for present and future (2050 and 2100) conditions in the Arctic (1, Hudson Bay; 2, Northern Grand Banks/Labrador; 3, Chukchi/Eastern Bering seas; 4, Barents and White seas). Colors represent the number of species that have suitable habitat in a given region from (yellow = few , red = many)- Illustration: Jesica Goldsmith

Did you know that ?

In the Arctic, 4 regions are predicted to be invasion hotspot regions of marine invasive species with climate warming and greater shipping activity.

This is the result found by Jesica Golsmith, postdoctoral fellow at U. Laval and her team. Species distribution models were conducted under present environmental conditions and two intermediate futures (2050 and 2100) global warming scenarios for 23 high-risk aquatic invasive species in the Arctic region. This research highlight 4 regions as invasion hotspots: Hudson Bay, Northern Grand Banks/Labrador, Chukchi/Eastern Bering seas and Barents/White seas. If species were to arrive in any of these locations, habitat is already suitable for a good proportion of the species assessed, and this habitat suitability is predicted to increase in extension and number of species through time under climate change scenarios.

To learn more: Goldsmit J, McKindsey CW, Schlegel RW, Stewart DB, Archambault P, Howland KL. (2020). What and where? Predicting invasion hotspots in the Arctic marine realm. Global change biology26(9), 4752-4771.  https://doi.org/10.1111/gcb.15159

Saviez-vous que ?

Les écosystèmes dans la zone industrialo-portuaire de Sept-Îles (Canada) présentent de faibles signes de perturbation anthropique.

L’analyse des communautés et de leur habitat a permis de décrire pour la première fois les écosystèmes benthiques au moyen d’une campagne d’échantillonnage sur le terrain. Près des zones industrielles cependant, la concentration en matière organique et en métaux lourds est plus élevée et des petits organismes opportunistes prolifèrent. C’est la conclusion d’une étude réalisée par une équipe de Québec-Océan menée par Elliot Dreujou, chercheur postdoctoral à l’UQAR-ISMER, en analysant les données collectées afin d’améliorer la gestion des écosystèmes subarctiques et de comprendre leurs liens avec les activités humaines.

Pour en apprendre plus : Dreujou E, McKindsey CW, Grant C, de Coeli LT, St-Louis R, Archambault P (2020) Biodiversity and Habitat Assessment of Coastal Benthic Communities in a Sub-Arctic Industrial Harbor Area. Water 12 (9), 2424. https://doi.org/10.3390/w12092424

Installations du quai multi-usager et de l’entreprise Aluminerie Alouette dans la Baie des Sept-Îles – Installation of the multiuser dock and the Aluminerie Alouette company in the Baie des Sept-Îles. Photo : Elliot Dreujou

Did you know ?

Ecosystems in the industrial harbour area of Sept-Îles (Canada) show little evidence of anthropogenic disturbance.

The analysis of the communities and their habitat allowed us to describe for the first time the benthic ecosystems through a field sampling campaign. Near industrial areas, however, the concentration of organic matter and heavy metals is higher and small opportunistic organisms proliferate. This is the conclusion of a study carried out by a Québec-Ocean team led by Elliot Dreujou, postdoctoral researcher at UQAR-ISMER, analyzing the data collected in order to improve the management of subarctic ecosystems and to understand their links with human activities.

To learn more: Dreujou E, McKindsey CW, Grant C, de Coeli LT, St-Louis R, Archambault P (2020) Biodiversity and Habitat Assessment of Coastal Benthic Communities in a Sub-Arctic Industrial Harbor Area. Water 12 (9), 2424. https://doi.org/10.3390/w12092424

Saviez-vous que ?

L’estuaire du Saint-Laurent n’abrite pas une, mais trois espèces de krill qui se différencient par leur taille, leur comportement alimentaire.

C’est le résultat trouvé par une équipe de Québec-Océan menée par Jory Cabrol, chercheur scientifique à l’institut Maurice-Lamontagne (Pêches et Océans Canada). En observant pendant plus d’un an le comportement alimentaire du krill, il ont démontré pour la première fois la présence d’une divergence dans l’alimentation entre ces espèces. Par ailleurs, leurs travaux ont aussi mis en évidence que ces trois espèces coexistent grâce à des stratégies d’exploitation des ressources différentes leur permettant de limiter la compétition pour l’accès aux ressources alimentaires durant la période hivernale. Ces informations représentent à ce jour le portrait le plus complet disponible sur l’écologie trophique de ces espèces en Atlantique Nord.

Pour en apprendre plus :

Cabrol J, Trombetta T, Amaudrut S, Aulanier F, Sage R, Tremblay R, Nozais C, Starr M, Plourde S, Winkler G (2019). Trophic niche partitioning of dominant North‐Atlantic krill species, Meganyctiphanes norvegica, Thysanoessa inermis, and T. raschiiLimnology and Oceanography64(1), 165-181. https://doi.org/10.1002/lno.11027

Cabrol J., Nadalini JB, Tremblay R, Galbraith PS, Nozais C, Starr M, Plourde S, Winkler G (2020). Seasonal and large-scale spatial variability of the energy reserves and the feeding selectivity of Meganyctiphanes norvegica and Thysanoessa inermis in a Subarctic environment. Progress in Oceanography179, 102203. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2019.102203

Les trois espèces de krill cohabitant dans l’estuaire du Saint-Laurent – The three species of krill living together in the St. Lawrence Estuary. Photo: © R. Hopcroft

Did you know?

The St. Lawrence Estuary is not home to one but three species of krill that differ in size and feeding behaviour.

This is the result found by a Quebec-Ocean team led by Jory Cabrol, research scientist at the Maurice Lamontagne Institute (Fisheries and Oceans Canada). By observing the feeding behaviour of krill for more than a year, they have demonstrated for the first time the presence of a divergence in feeding between these species. Moreover, their work has also shown that these three species coexist because of different resource exploitation strategies that allow them to limit competition for access to food resources during the winter. This information represents to date the most complete picture available on the trophic ecology of these species in the North Atlantic.

To learn more :

Cabrol J, Trombetta T, Amaudrut S, Aulanier F, Sage R, Tremblay R, Nozais C, Starr M, Plourde S, Winkler G (2019). Trophic niche partitioning of dominant North‐Atlantic krill species, Meganyctiphanes norvegica, Thysanoessa inermis, and T. raschiiLimnology and Oceanography64(1), 165-181. https://doi.org/10.1002/lno.11027

Cabrol J., Nadalini JB, Tremblay R, Galbraith PS, Nozais C, Starr M, Plourde S, Winkler G (2020). Seasonal and large-scale spatial variability of the energy reserves and the feeding selectivity of Meganyctiphanes norvegica and Thysanoessa inermis in a Subarctic environment. Progress in Oceanography179, 102203. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2019.102203

Saviez-vous que ?

La diatomée Chaetoceros gelidus qui joue un rôle important dans la production primaire possède la capacité de rester compétitive malgré les changements environnementaux en cours.

C’est le résultat trouvé par Nicolas Schiffrine, chercheur postdoctorant à l’UQAR-ISMER et membre de Québec-Océan et son équipe. Les communautés algales jouent un rôle important dans la production primaire et sont souvent dominées par la diatomée Chaetoceros gelidus, très répandue dans les eaux côtières.  En étudiant l’influence des conditions changeantes de l’environnement sur la croissance et la composition de cette diatomée, ils ont montré que celle-ci dans l’océan Arctique est très résistante aux changements des différentes sources d’azote, quelle que soit la température.

Pour en apprendre plus : Schiffrine N, Tremblay J-É, Babin M (2020). Growth and Elemental Stoichiometry of the Ecologically-Relevant Arctic Diatom Chaetoceros gelidus: A Mix of Polar and Temperate. Frontiers in Marine Science 6 (790). https://doi.org/10.3389/fmars.2019.00790

La diatomée Chaetoceros gelidus – The diatom Chaetoceros gelidus. Photo: Nicolas Schiffrine

Did you know ?

The diatom Chaetoceros gelidus, which plays an important role in primary production, has the ability to remain competitive despite ongoing environmental changes.

This is the result found by Nicolas Schiffrine, postdoctoral researcher at UQAR-ISMER and member of Québec-Océan and his team. Algal communities play an important role in primary production and are often dominated by the diatom Chaetoceros gelidus, which is widespread in coastal waters.  By studying the influence of changing environmental conditions on the growth and composition of this diatom, they have shown that this diatom in the Arctic Ocean is very resistant to changes in different nitrogen sources, regardless of temperature.

To learn more : Schiffrine N, Tremblay J-É, Babin M (2020). Growth and Elemental Stoichiometry of the Ecologically-Relevant Arctic Diatom Chaetoceros gelidus: A Mix of Polar and Temperate. Frontiers in Marine Science 6 (790). https://doi.org/10.3389/fmars.2019.00790

Saviez-vous que?

La baisse des concentrations en oxygène des dernières décennies dans l’estuaire du Saint-Laurent est due à la fois aux rejets de nutriments et à des changements dans les courants dans l’Océan Atlantique ?

C’est le résultat trouvé par Mathilde Jutras, doctorante à l’U. McGill et membre de Québec-Océan et son équipe. Les eaux profondes du Saint-Laurent perdent de l’oxygène depuis plusieurs décennies, atteignant un niveau dommageable pour diverses espèces marines comme la morue, le flétan et les crevettes nordiques. Deux phénomènes sont en cause. Premièrement, les rejets d’eaux usées et l’agriculture intensive relâchent une grande quantité de nutriments dans le Saint-Laurent. Ceci crée des blooms d’algues, qui abaissent l’oxygène en profondeur lorsque les algues y sont décomposées (phénomène appelé l’eutrophisation). Deuxièmement, les eaux profondes de l’estuaire coulent depuis l’Atlantique vers Tadoussac ! La concentration en oxygène de ces eaux dépend de la circulation dans l’Atlantique Nord. La présente étude démontre que l’importance de ces deux phénomènes varie dans le temps. L’eutrophisation s’est stabilisée depuis l’an 2000, et des changements de circulation dans l’Atlantique Nord expliquent les baisses récentes.

Pour en apprendre plus: Jutras M, Dufour CO, Mucci A, Cyr F, Gilbert D (2020) Temporal changes in the causes of the observed oxygen decline in the St. Lawrence Estuary. Journal of Geophysical Research: Oceans 125 : e2020JC016577. https://doi.org/10.1007/s00382-020-05583-x

Illustration: Mathilde Jutras

Did you know?

The decline in oxygen concentrations in the St. Lawrence Estuary over the past few decades is due to both nutrient discharges and changes in Atlantic Ocean currents?

This is the result found by Mathilde Jutras, PhD student at McGill University and member of Québec-Océan and her team. The deep waters of the St. Lawrence have been losing oxygen for several decades, reaching a level that is harmful to various marine species such as cod, halibut and northern shrimp. Two phenomena are involved. First, wastewater discharges and intensive agriculture are releasing large amounts of nutrients into the St. Lawrence. This creates algal blooms, which lower oxygen levels at depth when the algae are decomposed (a phenomenon called eutrophication). Secondly, the deep waters of the estuary flow from the Atlantic towards Tadoussac! The oxygen concentration of these waters depends on the circulation in the North Atlantic. This study shows that the importance of these two phenomena varies over time. Eutrophication has stabilized since 2000, and changes in North Atlantic circulation explain the recent decreases.

To learn more: Jutras M, Dufour CO, Mucci A, Cyr F, Gilbert D (2020) Temporal changes in the causes of the observed oxygen decline in the St. Lawrence Estuary. Journal of Geophysical Research: Oceans 125 : e2020JC016577. https://doi.org/10.1007/s00382-020-05583-x

Saviez-vous que?

Au Crétacé (145 à 66 Ma), un épisode de réchauffement climatique a modifié le cycle de l’eau et augmenté l’érosion chimique du contient au Venezuela.

C’est le résultat trouvé par l’étudiante à la maîtrise Maria-Emilia Rodriguez-Cuicas, membre de Québec-Océan et son équipe. L’événement anoxique océanique 1d survenu il y a 103 à 99,5 Ma a été caractérisé par une libération massive de CO2 dans l’atmosphère et une hausse de la température de ~2 °C. En étudiant les roches sédimentaires (anciens sédiments marins) correspondants à cet évènement, ils ont trouvé que cet épisode de réchauffement climatique avait entrainé une accélération du cycle de l’eau et une augmentation de l’érosion. Grâce à l’étude des changements environnementaux passés, il est possible de mieux comprendre les conséquences du réchauffement climatique actuel.

Pour en apprendre plus: Rodriguez-Cuicas ME, Montero-Serrano JC, Garban G (2020) Geochemical and mineralogical records of late Albian oceanic anoxic event 1d (OAE-1d) in the La Grita Member (southwestern Venezuela): Implications for weathering and provenance. Journal of South American Earth Sciences 97. https://doi.org/10.1016/j.jsames.2019.102408

Affleurement des roches sédimentaires qui ont enregistré l’événement océanique anoxique 1d (Mérida, Venezuela) – Outcrop of sedimentary rocks that recorded the anoxic oceanic event 1d (Mérida, Venezuela). Photo: Maria-Emilia Rodríguez-Cuicas

Did you know?

During the Cretaceous (145 to 66 Ma), a climatic warming episode modified the water cycle and increased the weathering of the continent in Venezuela. 

This is the result found by master student Maria-Emilia Rodriguez-Cuicas, member of Québec-Océan and her team. The oceanic anoxic event 1d that occurred 103 to 99.5 Ma ago was characterized by a massive release of CO2 into the atmosphere and a temperature increase of ~2°C. By studying the sedimentary rocks (ancient marine sediments) corresponding to this event, they found that this global warming episode resulted in an acceleration of the water cycle and an increase in erosion. By studying past environmental changes, it is possible to better understand the consequences of current global warming.

To learn more: Rodriguez-Cuicas ME, Montero-Serrano JC, Garban G (2020) Geochemical and mineralogical records of late Albian oceanic anoxic event 1d (OAE-1d) in the La Grita Member (southwestern Venezuela): Implications for weathering and provenance. Journal of South American Earth Sciences 97. https://doi.org/10.1016/j.jsames.2019.102408