2007, année polaire

Sur le Polarstern

En mars 2002, sous l’effet du réchauffement global, plus de 3 000 km2 de la plate-forme de glace ("ice-shelve") de Larsen B, le long de la Péninsule Antarctique, se sont désintégrés, libérant un nouvel espace maritime inexploré. Le Polarstern, brise-glaces de l’Institut Alfred Wegener (AWI), en Allemagne, vient de mener la première campagne d'exploration biologique approfondie de ces fonds marins. Celle-ci se déroulait en avant première du programme Census of Antarctic Marine Life (CAML) inscrit au menu de l’Année Polaire Internationale. Gauthier Chapelle, de la Fondation polaire internationale, témoigne de cette expédition qui s'est déroulée durant l'été austral 2006-2007.

Gauthier Chapelle. Gauthier Chapelle au travail dans une colonie de manchots empereurs.
Nouvelle ligne de côte à Larsen B après la disparitio n de la plate-forme de glace. Nouvelle ligne de côte à Larsen B après la disparitio n de la plate-forme de glace.
Prise importante d’éponges siliceuses sur le pont du Polarstern. Prise importante d’éponges siliceuses sur le pont du Polarstern.
© Gauthier Chapelle (IPF)/Alfred Wegener Institute
Bocasses marbrées à la sortie du chalut. Bocasses marbrées à la sortie du chalut.
Une espèce de crustacé amphipode encore non décrite, de 10 cm de long. Une espèce de crustacé amphipode encore non décrite, de 10 cm de long.
© Cédric d'Udekem/Royal Belgian Institute for Natural Sciences
Concombre de mer abyssal abondant dans la zone de Larsen B. Concombre de mer abyssal abondant dans la zone de Larsen B.
© Julian Gutt/Alfred Wegener Institute

Premier décembre 2006. Huit jours que notre bateau a quitté Le Cap en direction du Grand Sud. Une semaine sur une mer presque constamment agitée (en particulier avec des vents de 12 beauforts au cours d'une forte tempête dans les "cinquantièmes hurlants"). Mais le Polarstern est un solide brise-glaces de quelque 120 mètres de long, le plus grand navire scientifique européen – familier des régions polaires.

Cette semaine a aussi permis aux scientifiques de mieux se connaître, entre déballages des caisses, installations des labos et présentation des différentes missions de recherche programmées. Parmi la cinquantaine de chercheurs présents à bord, la plupart spécialistes de la biologie marine, 40 appartiennent à huit pays de l’Union, dont 27 à l’Allemagne, et la poignée restante représente six autres pays extra-européens.

Nous voici dans le vif du sujet. Après la première rencontre d'un iceberg, nous atteignons la banquise sous un ciel enfin apaisé. À l'aube, nous naviguons au milieu de radeaux de glaçons agglomérés, mais très vite, la couverture de glace recouvrant la mer devient de plus en plus dense. Dans le même temps, la faune polaire fait son apparition. Voici les premiers manchots à jugulaire et le premier phoque. Inutile de dire que cette entrée en matière, attendue par les chercheurs depuis de longs mois, a attiré tout le monde sur le pont.

Sous les plates-formes de glace, la vie

Car toute expédition scientifique antarctique résulte d'abord d’un long travail de préparation et de coordination pour affiner et imbriquer les programmes des différentes équipes de biologistes. L'objectif global commun de cette campagne est l’étude exhaustive des formes de vie sur des fonds marins jusqu'ici très peu explorés qui ont été "libérés", sous l'effet du réchauffement climatique. Et cela en raison de la désintégration des immenses plates-formes situées aux franges de la Péninsule Antarctique (tournée vers la Terre de Feu), en cours depuis trois décennies.

Les plates-formes de glace sont d'énormes accumulations, plusieurs fois millénaires, des glaces qui "débordent" des côtes du continent austral pour constituer des plates-formes, posées sur l'océan. Celles-ci s’avancent vers le large, sur des dizaines, voire des centaines de kilomètres. C'est de la bordure extrême de ce manteau que se détachent les icebergs.

Depuis un demi-siècle, cette région de la Péninsule a connu un singulier réchauffement, de plus de 2°C – l'une des plus fortes augmentations mesurées à la surface du globe. Depuis les années '70, les températures en hausse ont ainsi provoqué la désagrégation progressive d’une surface de 13 500 km2 dans deux zones nommées prosaïquement Larsen A et Larsen B. Sept ans après l’épisode terminal de Larsen A, l’effondrement de la plate-forme Larsen B, en février 2002, constitue le plus récent et le plus important de ces événements cataclysmiques. Il a libéré une surface de 3 250 km2 d’océan, surplombée depuis au moins 12 000 ans par une couche de glace de deux cents mètres d’épaisseur. Prenant les scientifiques par surprise, ce séisme a aussi ouvert un formidable champ de recherche aux biologistes spécialistes de la faune marine antarctique.

Une mine de connaissances

"Les formes de vie existant sous les plates-formes de glace font partie des écosystèmes les plus préservés de la planète, étant donné leur inaccessibilité, souligne Julian Gutt, écologiste marin de l’AWI et chef scientifique de l’expédition. Savoir quelles sont les espèces vivant sous la glace et comment la faune évolue, dès lors que cette glace s'est désintégrée, est une mine de connaissances scientifiques importantes. Et qui peut aussi être un baromètre révélateur des changements climatiques dans les mers polaires."

6 janvier 2007. C’est la fin de l’après-midi et un ultime chalut vient de déposer sa provende sur le pont de travail. Les premiers servis sont les ichtyologistes, qui mettent rapidement de côté les poissons nécessaires pour leurs études (voir encadré). Mais, en raclant les fonds, le chalut a comme toujours ramené d’autres organismes – c’est le by-catch –, procurant échantillons et travail d’identification aux spécialistes du benthos (organismes vivant sur les fonds). Cette prise est dominée par une quantité impressionnante d’énormes éponges siliceuses, et toute leur faune associée. «Nombreux sont les petits organismes profitant des cavités des éponges», explique Armin Rose du Senckenberg Research Institute (DE). «En disséquant ces animaux filtreurs, nous avons trouvé plusieurs espèces de copépodes – un groupe très diversifié de minuscules crustacés, dont certains vivent en symbiose avec les éponges.»

"Nombreux sont les petits organismes profitant des cavités des éponges, explique Armin Rose du Senckenberg Research Institute (DE). En disséquant ces animaux filtreurs, nous avons trouvé plusieurs espèces de copépodes – un groupe très diversifié de minuscules crustacés, dont certains vivent en symbiose avec les éponges."

Partir de l'écosystème à l'état zéro

L'expédition Polarstern a pour but principal d’apporter une première contribution au Census of Antarctic Marine Life (CAML), le plus grand programme international de recherche en biologie entrepris pendant l’Année polaire internationale (API) 2007-2008. Douze autres expéditions s’effectueront également sous son égide d’ici la clôture de l’API. Le CAML doit combler les importantes lacunes qui existent encore dans notre connaissance des organismes marins antarctiques. L'objectif des chercheurs est de disposer d'un inventaire suffisant de l’"état zéro" de l’écosystème, indispensable pour pouvoir détecter dans le futur les impacts des changements climatiques.

"Dans le groupe de crustacés amphipodes, au moins 15 des 150 espèces déjà identifiées sur cette expédition sont nouvelles, explique Cédric d’Udekem de l’Institut Royal des Sciences Naturelles de Belgique. C’est dire ce qu’il nous reste à découvrir car, au-delà de l'identification des espèces, il faut à présent décrire leur distribution géographique, leurs modes de reproduction, leur régime alimentaire, etc."

23 janvier 2007. Nous sommes sur une de nos dernières stations de récolte, destinée à fournir une référence de comparaison par rapport aux données recueillies dans les zones Larsen A et B, que nous venons de quitter après deux semaines de travail particulièrement intenses. L’équipe de Julian Gutt vient de mettre à l’eau le ROV (remotely operated vehicle), petit sous-marin téléguidé équipé de plusieurs caméras vidéo et d’un appareil photo. Après quelques dizaines de minutes de descente, c’est l’émerveillement pour les biologistes en attente devant les écrans de contrôle: éponges, coraux, anémones de mer, étoiles de mer, oursins s’associent à d’autres créatures aux noms plus exotiques encore comme bryozoaires, ascidies, crinoïdes ou pycnogonides pour composer un paysage coloré et complexe masquant presque entièrement les sédiments des fonds, par 300 mètres de profondeur. Quel contraste avec les plongées précédentes!

Leçons des profondeurs

Car les observations des fonds dans la zone où l'ancienne plate-forme Larsen B s'est désintégrée sont bien différentes. La faune y est beaucoup moins abondante, et le substrat, rocheux ou vaseux, toujours bien visible. Les biologistes s’y attendaient. Le plafond de deux cent mètres de glace encore présent il y a cinq ans, empêchait la lumière d’atteindre le haut de la colonne d’eau et, par la même, inhibait toute croissance de phytoplancton (ou plancton végétal) et du zooplancton qui s'en nourrit. Or, c’est précisément cette communauté de surface qui, par ses déjections et ses dépouilles nourrit normalement les écosystèmes des fonds marins.

Ce qui a, par contre, pris les chercheurs par surprise a été la présence, dans Larsen B, de plusieurs espèces à affinité abyssales. "Nous avons trouvé au moins une espèce d’oursins, deux d’holothuries (ou concombres de mer) et une de crinoïdes pédonculés (ou lys de mer) qui ne se rencontrent normalement qu'en eaux profondes, à 2 000 m ou au-delà", constate Thomas Saucède, de l’université de Dijon et spécialiste des échinodermes. "Il est probable que la conjonction des basses températures (oscillant autour de 0°C) et de la pauvreté en ressources – avec des apports uniquement assurés par des courants latéraux –, imite suffisamment les conditions rencontrées dans les abysses pour convenir à ces espèces", ajoute Enrique Isla, de l’université de Barcelone, spécialiste des échanges entre la colonne d’eau et les fonds.

Mais l’autre découverte essentielle réside dans l’évolution de ces communautés. Car depuis la désintégration de ces plates-formes, la lumière est revenue et, avec elle, la réapparition de l’éco-système planctonique. Du coup, les espèces benthiques dépendantes des flux de "pluie planctonique" reviennent aussi.

Sur Larsen B, nous avons observé des peuplements importants d’une espèce pionnière de tuniciers, à croissance rapide. Sur Larsen A, où la plate-forme de glace a disparu depuis plus de dix ans, même les éponges siliceuses à croissance lente sont en train de revenir, explique Julian Gutt. Nous assistons ainsi en direct aux impacts des changements climatiques, sous la forme de l’envahissement d’une communauté vivante par une autre. D’autres expéditions nous confirmeront peut-être si, comme nous le redoutons en termes de biodiversité, la faune initiale sera ou non complètement remplacée par ces nouveaux arrivants."

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plus de précisions

Le sort de la bocasse marbrée

Une première partie de l’expédition Polarsten s’est concentrée sur l’évaluation des stocks de poissons autour des îles Shetland du Sud, proches de la Péninsule. Les chalutiers russes y ont effectué une pêche commerciale de grande ampleur entre la fin des années '70 et le début des années '80, qui visait essentiellement deux espèces: la bocasse marbrée (ou morue antarctique) et le poisson des glaces antarctiques. Les stocks de bocasse se sont effondrés rapidement, ce qui a conduit la Convention sur la Conservation des Ressources Marines Vivantes en Antarctique (CCAMLR) à faire interdire la pêche dans ce secteur.

Plus de 20 ans après, la reconstitution de ces stocks est encore incomplète, comme en témoigne Karl-Hermann Kock, du Seafisheries Institute à Hambourg: "Les prises que nous avons réalisées sont encore peu importantes. Je pense que nous serons amenés à déconseiller une réouverture de la pêche lorsque nous présenterons l’analyse complète de nos résultats à la prochaine réunion de la CCAMLR qui se tient dans six mois, à Hobart, en Australie."

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L'IPF, l'interface pôles et société

Mise à l’eau du sous-marin téléguidé avec ses caméras vidéo. Mise à l’eau du sous-marin téléguidé avec ses caméras vidéo. © Gauthier Chapelle (IPF)/Alfred Wegener Institute
© Julian Gutt/Alfred Wegener Institute © Julian Gutt/Alfred Wegener Institute

La Fondation polaire internationale (IPF suivant son intitulé en anglais) a été créée pour établir une interface entre science et société, dans le domaine de la recherche consacrée aux régions polaires et aux changements climatiques qu'elles subissent. L'IFP a également pour objectif l'implantation d’une nouvelle station de recherche de conception écologique au cœur du continent Antarctique.

C’est dans le cadre de l’Année polaire internationale (1er mars 2007-1er mars 2009) qu’elle s’est associée à l’AWI, au CAML, à l’Equipe Cousteau et à l’Ambassade des pôles, afin de donner un maximum de visibilité à cette expédition du Polarstern.


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