Une équipe constituée de chercheurs de différents laboratoires, vient d'analyser les données recueillies durant une année, en Méditerranée Nord Occidentale, par deux prototypes de flotteurs profileurs Argo équipés de sondes de mesure de la concentration en nitrates. Les résultats obtenus remettent en question l'idée couramment admise selon laquelle le processus hivernal de convection profonde serait la cause principale de la disponibilité des nitrates en surface et donc de la floraison printanière du phytoplancton.

Lancé en 2000, le réseau Argo, premier réseau global d'observation in-situ et en temps réel des océans, est aujourd'hui constitué de plus de 3000 flotteurs profileurs répartis dans l'océan mondial où ils mesurent en continu la température et la salinité des eaux entre la surface et 2000 m de profondeur. La surveillance des écosystèmes marins étant devenue une priorité de la recherche océanographique, la communauté française s'est fortement engagée dans la construction d'un réseau Bio-Argo (pdf en anglais) de flotteurs profileurs de type Argo équipés en outre d'instruments de mesure de paramètres biogéochimiques marins. Dans ce contexte, elle s'est notamment investie dans la réalisation de flotteurs équipés de capteurs de la concentration en nitrates.

Les nitrates sont les "sel nutritifs" les plus importants pour le phytoplancton, premier échelon du réseau tropique marin. Toutefois, la prise d'échantillons en milieu océanique étant onéreuse et difficile, les variabilités saisonnière et interannuelle des concentrations en nitrate sont très mal connues, ce qui empêche une validation efficace et donc une amélioration des modèles existants.

Dans ce contexte, deux prototypes de flotteurs profileurs Argo équipés de sondes de mesure de la concentration en nitrates (appelés PRONUTS) ont été déployés en 2009 en Méditerranée Nord Occidentale. Contre toute attente, les 2 PRONUTS, initialement prévus pour fonctionner durant une très courte durée et être ensuite récupérés, ont fonctionné pendant plus de 2 ans. Ils ont ainsi pu recueillir un jeu de données unique, sur la concentration des nitrates en Méditerranée Nord Occidentale.

La Méditerranée Nord Occidentale est le siège chaque hiver d'un processus de convection profonde (plongée des eaux de surface jusqu'à une profondeur pouvant varier entre 100 et 2500 mètres). Ce phénomène, qui exerce un forçage sur toute la circulation du bassin, provoque un mélange complet de la colonne d'eau et de ce fait une redistribution des sels nutritifs initialement présents en profondeur. Il est souvent évoqué comme le plus important processus permettant d'augmenter la disponibilité en sels nutritifs en surface. Cette disponibilité exceptionnelle est quant à elle considérée comme primordiale pour expliquer la vaste (en terme d'intensité et d'étendue) floraison phytoplanctonique observée pratiquement chaque printemps dans toute la Méditerranée Nord Occidentale.

Une équipe constituée de chercheurs de plusieurs laboratoires français a étudié les données recueillies par les deux PRONUTS durant la première année. Cette analyse a montré que l'augmentation des concentrations en nitrates apparaissait dès décembre/janvier, soit un mois environ avant l'établissement de la convection profonde observé en février. Par ailleurs, l'analyse complémentaire de données satellitaires de chlorophylle de surface a montré que le phytoplancton répondait rapidement à cette disponibilité anticipée en nitrates, sa biomasse doublant, par rapport aux concentrations observées en été (les plus faibles de l'année), dès le mois de décembre c'est-à-dire avant l'observation de la convection profonde, pour n'atteindre cependant son maximum annuel qu'en mars c'est-à-dire après l'établissement de la convection profonde.

Cette augmentation anticipée des concentrations en nitrates par rapport à l'établissement de la convection profonde remet en question le rapport de causalité entre la convection profonde et l'augmentation des concentrations en nitrates, et donc entre la convection profonde et la floraison phytoplanctonique, le lien de causalité entre l'augmentation des concentrations en nitrates et la floraison phytoplanctonique étant confirmé.

Pour expliquer ce résultat, qui remet en question un paradigme sur le développement de la floraison printanière observé en Méditerranée Nord Occidentale, les chercheurs suggèrent que, plus que la convection profonde, c'est la circulation large échelle de la Méditerranée Nord Occidentale qui provoquerait l'augmentation, dés le mois de décembre, de la disponibilité des nitrates dans les couches de surface et de sous-surface et donc la croissance phytoplanctonique. La convection profonde de février apparaît toutefois importante pour renforcer cette disponibilité au début du printemps.


Techno-Sciences.net 26/12/2014 (Source: CNRS-INSU)