Variabilité interannuelle de la contribution du phytoplancton de grande taille à la production primaire totale du nord de la baie de Baffin au cours des étés 2013, 2014 et 2016 PDF Download
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Author: Aude Boivin-Rioux
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« En Arctique, la diminution de la couverture et de l’épaisseur de la glace augmentent les échanges océan-atmosphère. D’un côté, l’augmentation des vents et de la période d’éclairement de la colonne d’eau pourraient entraîner une augmentation de la production primaire. D’un autre côté, l’augmentation de la stratification causée par une augmentation des apports en eau douce pourrait limiter les apports en nutriments dans la zone euphotique, favorisant ainsi la croissance des cellules de petite taille et limitant la production primaire. Les eaux du Nord (NOW), considérée comme l’un des sites les plus productifs de l’Arctique, montre une diminution de l’intensité de la floraison printanière, ainsi que de la productivité automnale depuis une vingtaine d’années. La région du détroit de Nares, au nord de NOW, est accessible à l’aide du brise-glace de recherche NGCC Amundsen depuis 2013 et présente une opportunité inédite d’acquisition de données in situ. Les objectifs de cette étude étaient (1) de décrire la variabilité de la production, de la biomasse et des groupes fonctionnels phytoplanctoniques de deux régions distinctes du nord de la baie de Baffin durant les étés 2013, 2014 et 2016 et (2) de déterminer l’influence des facteurs du milieu, notamment celle de la stratification verticale de la colonne d’eau, sur la structure de taille et sur les groupes fonctionnels de la communauté phytoplanctonique dans ces deux régions. Le détroit de Nares présentait la biomasse totale la plus élevée et la plus grande contribution des cellules de grande taille (≥5 μm - diatomées), montrant cette région comme étant potentiellement plus productive que NOW en été. Dans les deux régions, une diminution de la contribution des cellules de grande taille à la production primaire totale est observée. L’année 2016 dresse le portrait d’un été arctique peu productif. Ces conditions seraient liées à une floraison hâtive qui pourrait être causée par la modification du couvert de glace et/ou par une augmentation de la stratification. La diminution de la contribution des cellules de grande taille observée dans nos résultats risque d’avoir un impact substantiel sur les exports de carbone du nord de la baie de Baffin. -- Mot(s) clé(s) en français : Changements climatiques, Océan Arctique, Phytoplancton, Production primaire, Biomasse chlorophyllienne, Structure de taille.»--
Author: Aude Boivin-Rioux
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« En Arctique, la diminution de la couverture et de l’épaisseur de la glace augmentent les échanges océan-atmosphère. D’un côté, l’augmentation des vents et de la période d’éclairement de la colonne d’eau pourraient entraîner une augmentation de la production primaire. D’un autre côté, l’augmentation de la stratification causée par une augmentation des apports en eau douce pourrait limiter les apports en nutriments dans la zone euphotique, favorisant ainsi la croissance des cellules de petite taille et limitant la production primaire. Les eaux du Nord (NOW), considérée comme l’un des sites les plus productifs de l’Arctique, montre une diminution de l’intensité de la floraison printanière, ainsi que de la productivité automnale depuis une vingtaine d’années. La région du détroit de Nares, au nord de NOW, est accessible à l’aide du brise-glace de recherche NGCC Amundsen depuis 2013 et présente une opportunité inédite d’acquisition de données in situ. Les objectifs de cette étude étaient (1) de décrire la variabilité de la production, de la biomasse et des groupes fonctionnels phytoplanctoniques de deux régions distinctes du nord de la baie de Baffin durant les étés 2013, 2014 et 2016 et (2) de déterminer l’influence des facteurs du milieu, notamment celle de la stratification verticale de la colonne d’eau, sur la structure de taille et sur les groupes fonctionnels de la communauté phytoplanctonique dans ces deux régions. Le détroit de Nares présentait la biomasse totale la plus élevée et la plus grande contribution des cellules de grande taille (≥5 μm - diatomées), montrant cette région comme étant potentiellement plus productive que NOW en été. Dans les deux régions, une diminution de la contribution des cellules de grande taille à la production primaire totale est observée. L’année 2016 dresse le portrait d’un été arctique peu productif. Ces conditions seraient liées à une floraison hâtive qui pourrait être causée par la modification du couvert de glace et/ou par une augmentation de la stratification. La diminution de la contribution des cellules de grande taille observée dans nos résultats risque d’avoir un impact substantiel sur les exports de carbone du nord de la baie de Baffin. -- Mot(s) clé(s) en français : Changements climatiques, Océan Arctique, Phytoplancton, Production primaire, Biomasse chlorophyllienne, Structure de taille.»--
Author: Marie-Ève Garneau
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Pages : 198
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Author: Lucas Barbedo de Freitas
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Languages : fr
Pages : 0
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« Dans l’océan Arctique et les mers sub-Arctiques, le réchauffement et les pertes de glace de mer constituent des changements climatiques marquants de cette nouvelle Ère que l’on nomme désormais l’Anthropocène. Ces changements spectaculaires imposent un ajustement de la dynamique du phytoplancton, ce qui affecte l’ensemble du réseau trophique marin, la fonctionnalité des écosystèmes et la pompe à carbone. Dans le système de la baie d’Hudson, la plus grande mer intérieure du monde, la perte de glace de mer est deux fois plus importante que celle observée dans l’océan Arctique, et les taux de réchauffement atmosphérique sont plus rapides que ceux enregistrés à la fin de la dernière période glaciaire, il y a environ 12 000 à 11 000 ans. La radiométrie satellitaire de la couleur de l’océan (OCR) est l’outil le plus approprié pour l’observation systématique du phytoplancton, en particulier dans les environnements difficiles d’accès et les mers infestées de glace. Cependant, les communautés d’algues adaptées à une faible luminosité solaire, la persistance d’un maximum de chlorophylle en profondeur et la production sous la glace remettent en question les algorithmes de couleur de l’océan. Le drainage continental des constituants terrigènes optiquement actifs et les doubles efflorescences (c’est-à-dire les efflorescences dans la zone marginale de glace de mer et d’automne) renforcent la complexité bio-optique. Les interactions entre le climat, les processus océanographiques, les propriétés bio-optiques et la dynamique du phytoplancton restent un sujet ouvert. Dans le chapitre 1, deux décennies d’observations par satellite ont révélé comment les téléconnexions planétaires influent sur l’équilibre entre les efflorescences sous la glace, les algues de la banquise et les efflorescences dans les zones de glace marginale. Dans le chapitre 2, en utilisant en parallèle les données issues de modèles couplés océan-atmosphère-glace de mer, de réanalyses climatiques, d’observations de la Terre par satellite (OCR), nous avons étudié le contrôle des processus atmosphériques et océaniques sur les efflorescences automnales. Dans le chapitre 3, nous avons présenté une analyse de sensibilité de la production primaire nette de phytoplancton (NPP) dérivée du satellite aux paramétrisations et aux processus océanographiques dans l’est de l’Arctique canadien. Les principales contributions de cette thèse à la dynamique du phytoplancton des mers polaires du Nord sont les suivantes : i.) l’efflorescence de phytoplancton dans la zone marginale de glace, c’est-à-dire le pic de [Chla] trouvé immédiatement après le retrait de la glace de mer, présente une variabilité spatiale et interannuelle substantielle. Cependant, en règle générale, un retrait précoce de la glace de mer entraîne une intensification de l’efflorescence de la lisière de la glace, car le phytoplancton sous la banquise a moins de temps pour épuiser l’inventaire des nutriments de la couche supérieure de la colonne d’eau ; ii.) dans la polynie de Kivalik, dans le nord-ouest de la baie d’Hudson, une zone de forte production primaire et d’agrégation de la faune marine, la corrélation entre les indices climatiques de l’oscillation nord-atlantique, de l’oscillation arctique (NAO/AO) et de la concentration de chlorophylle-a indique que l’efflorescence répond à la circulation atmosphérique à grande échelle dans l’hémisphère nord. Comme le vortex polaire est fort pendant les phases positives de NAO/AO, la force des vents d’ouest favorise la dynamique de la polynie, la production/exportation de glace de mer, le rejet de saumure et la reconstitution des nutriments. Par conséquent, le climat hivernal préconditionne la couche supérieure de la colonne d’eau pour le développement ultérieur des efflorescences à la lisière des glaces. Dans le contexte d’un déclin de la NAO/AO, la polynie de Kivaliki devrait subir une diminution de sa productivité avec des conséquences sur l’ensemble de la HBS ; iii.) le mélange convectif, forcé principalement par le refroidissement atmosphérique et dans une moindre mesure par la turbulence dueau vent, étend la couche mélangée, ventile la pycnocline et érode probablement la nitracline, ce qui déclenche les efflorescences de phytoplancton tôt à l’automne. La variabilité saisonnière de l’état de photo-acclimatation estimé par satellite OCR et du carbone phytoplanctonique (c’est-à-dire le rapport carbone-chlorophylle) suggère que ces efflorescences automnales sont productives en terme de fixation du carbone organique; et iv.) Le réglage régional des modèles de production primaire et la modélisation des adaptations photo-physiologiques du phytoplancton sont essentiels pour améliorer l’évaluation satellitaire de la NPP. La production d’algues peut renforcer la pompe à carbone et atténuer le réchauffement de l’Arctique en éliminant les gaz à effet de serre (dioxyde de carbone). Toutefois, la capacité biochimique des mers arctiques et subarctiques à assimiler la forte teneur en matières organiques déversées par les rivières et produites in situ par les efflorescences de phytoplancton dans ce scénario arctique en évolution rapide reste un sujet ouvert. »--
Author: Myriam Caron
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« Ce projet de thèse a eu pour but d’étudier la variabilité paléoenvironnementale du nord-est de la baie de Baffin et du détroit de Nares au cours de l’Holocène. Pour parvenir à cela, trois carottes sédimentaires ont été collectées sur le plateau continental nord-ouest groenlandais (AMD14-204 et AMD14-210) et dans le bassin de Kane (AMD14-Kane2B). Le premier objectif de la thèse a donc été d’établir une chronostratigraphie fiable pour les trois carottes de sédiment. Cependant, la datation par les moyens traditionnels (p. ex., radiocarbone) peut se révéler ardu dans les régions de hautes-latitudes, entre autres à cause d’une forte dissolution des carbonates, et c’est pourquoi une méthode de datation complémentaire a été utilisée : le paléomagnétisme. Ainsi, les variations séculaires de l’orientation (inclinaison et déclinaison) et de la paléointensité relative du champ magnétique terrestre ont été analysées pour les trois carottes sédimentaires. Par la suite, les comparaisons de ces variations paléomagnétiques séculaires avec d’autres enregistrements régionaux et un modèle géomagnétique ont permis de déterminer des marqueurs chronostratigraphiques (tie-points). En complément de la datation radiocarbone (14C), ces marqueurs ont finalement permis de réaliser des modèles d’âges fiables pour les trois carottes sédimentaires de cette étude, servant ainsi de base pour le reste du projet. La chronostratigraphie établie pour les trois carottes sédimentaires a confirmé qu’elles couvraient bien la majeure partie de l’Holocène (base des carottes AMD14-204, AMD14-210 et AMD14-Kane2B respectivement à 9.1, ~9.5 et 9.0 cal ka BP). Les résultats de ce premier chapitre, associés à des analyses de la lithologie et des propriétés physiques du sédiment ont permis de mettre en évidence des variations correspondant à l’établissement des conditions postglaciaire après la fin de la dernière déglaciation. La seconde partie du projet de recherche s’est concentrée sur l’évolution des conditions océaniques de surface pour les deux zones d’études (NE baie de Baffin et détroit de Nares) au cours de l’Holocène, en se basant sur des assemblages de kystes de dinoflagellés (dinokystes). La technique des analogues modernes, qui permet de déterminer les propriétés de la colonne d’eau d’une période donnée en se basant sur les assemblages de dinokystes et sur une base de données, a été utilisée afin de reconstituer les conditions de surface de l’eau pour les deux zones d’étude. Ainsi, les résultats ont révélé des changements importants dans les assemblages de dinokystes, associés à des variations des conditions de surface de l’eau (température, salinité, couvert de glace, productivité). Ces variations correspondent aux trois périodes climatiques majeures de l’Holocène : la fin de la déglaciation, le maximum thermal de l’Holocène et la Néoglaciation. De plus, les résultats ont confirmé une asynchronie apparente dans la mise en place des conditions plus chaudes liées au maximum thermal de l’Holocène, se produisant plus tôt dans la région du bassin de Kane (~8,0/7,0 cal ka BP) que dans le nord-est de la baie de Baffin (~7,5/5,5 cal ka BP). Finalement, dans une troisième partie, les propriétés minéralogiques et géochimiques du sédiment ont été analysées dans les trois carottes sédimentaires afin de déterminer les variations de la provenance et des processus de transport du sédiment détritique. L’utilisation du programme SedUnMixMC a permis de distinguer les différentes sources de sédiment à partir des assemblages minéralogiques. Les résultats ont montré des changements dans la dynamique sédimentaire qui sont associés au retrait des glaciers des calottes glaciaires du Groenland et Innuitienne, et à des variations océanographiques liées au courant ouest groenlandais circulant dans le nord-est de la baie de Baffin, et à l’eau Arctique entrant par le détroit de Nares. Ensemble, les résultats des trois chapitres combinés ont montré qu’au début de l’Holocène, les régions du nord-est de la baie de Baffin et le détroit de Nares ont fortement été influencées par le retrait glaciaire associé à la fin de la déglaciation. Avec le maximum thermal de l’Holocène, les conditions de surface de l’eau (plus chaudes), ainsi que la dynamique sédimentaire se sont progressivement stabilisées, en lien avec une intensification progressive du courant ouest groenlandais et la mise en place de conditions de sédimentation éloignées des marges glaciaires. -- Mots clés : Baie de Baffin ; Holocène ; marge nord-ouest groenlandaise ; détroit de Nares ; Paléoclimatologie ; Paléocéanographie. »--
Author: Marc-André Cormier
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Languages : en
Pages : 55
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