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Les apports en nutriments provenant des rivières et de l'érosion côtière d'une importance cruciale pour les écosystèmes marins de l'océan Arctique

Publié le 11 janvier 2021 Mis à jour le 11 janvier 2021

Dans cette étude publiée dans Nature Communications, une équipe internationale de scientifiques a fourni une première estimation complète des apports en nutriments de l'océan Arctique provenant des fleuves et de l'érosion côtière, ainsi qu'une évaluation quantitative de l'importance de ces deux sources de nutriments pour la production primaire de l'océan Arctique.

Dans l'océan Arctique, la production primaire réalisée par le phytoplancton est à la base d’un écosystème très particulier et d’une faune abondante qui abrite certaines des espèces de prédateurs supérieurs les plus emblématiques de notre planète, comme l’ours polaire ou le morse. La disponibilité en éléments nutritifs dans les eaux de surface de l’océan Arctique est un facteur limitant de la croissance de ce phytoplancton. Jusqu'à présent, on pensait que ces nutriments provenaient en majeure partie d'autres régions de l'océan mondial, de l’Atlantique ou du Pacifique. Le rôle des apports en éléments nutritifs provenant des continents qui entourent l’Océan Arctique, par les fleuves et par l'érosion des sols côtiers, est beaucoup moins bien connu. Négliger le rôle de ces apports continentaux est particulièrement problématique dans cette région, car leur impact est sans doute plus important en Arctique que dans les autres régions océaniques. Cela est dû à la situation géographique unique de l'océan Arctique, qui reçoit environ 11 % du débit fluvial mondial alors que cet océan ne contient que 1 % du volume océanique mondial. Cela est aussi lié au fait que le littoral arctique s'érode rapidement en raison du dégel du permafrost. Il est donc crucial de mieux comprendre le rôle de ces apports continentaux sur la production primaire pour estimer l’évolution à venir des écosystèmes marins en Arctique, d'autant plus que l'Arctique est l'une des régions du monde qui évolue le plus rapidement en réponse au changement climatique anthropique.

Dans cette étude, une équipe internationale de scientifiques de l'Institut Pierre Simon Laplace à Paris, de l'Université Libre de Bruxelles et de l'Eidgenössische Technische Hochschule à Zürich, a fourni une première estimation complète des apports en nutriments de l'océan Arctique provenant des fleuves et de l'érosion côtière, ainsi qu'une évaluation quantitative de l'importance de ces deux sources de nutriments pour la production primaire de l'océan Arctique. L’estimation des apports fluviaux est basée sur les flux mensuels observés dans six plus grands fleuves arctiques, tandis que les flux provenant de l'érosion côtière ont été calculés à l'aide d'images satellites du littoral arctique et de mesures de la teneur en nutriments de ces sols en érosion. Les apports fluviaux ou provenant de l'érosion côtière ont ensuite été utilisés pour forcer un modèle biogéochimique océanique à haute résolution. Les résultats suggèrent que les nutriments d’origine continentale sont responsables de 28 à 51 % de la productivité primaire totale de l'océan Arctique.

Par rapport aux études précédentes, ces travaux suggèrent un impact beaucoup plus important des apports continentaux sur la productivité de l'océan Arctique et souligne le rôle important de l'érosion côtière pour les écosystèmes arctiques. L'apport d'azote continental provenant à la fois des rivières et de l'érosion côtière pourrait augmenter au cours du 21e siècle, ce qui pourrait conduire à une productivité de l'océan Arctique accrue en raison de la réduction du stress en nutriments sur le phytoplancton marin.

Productivité primaire nette (NPP) simulée dans l'Arctique, incluant (à gauche) ou non (à droite) l'apport de nutriments provenant des fleuves et de l'érosion côtière. Les simulations démontrent l'importance de ce flux de nutriments pour le maintien de la NPP de l'océan Arctique, en particulier sur les vastes plateaux continentaux sibériens

Référence :

Jens Terhaar, Ronny Lauerwald, Pierre Regnier, Nicolas Gruber & Laurent Bopp, Around one third of current Arctic Ocean primary production sustained by rivers and coastal erosion, Nature Communications, 8th January 2020, 10.1038/s41467-020-20470-z.