Cycles biogéochimiques, environnement et ressources (CYBER)

Les modifications des forcages physiques (e.g. température, UV, régimes de vents, érosion) ou chimiques (e.g. CO2, pH) résultant du changement global et de l'augmentation des teneurs en gaz à effet de serre, sont susceptibles de modifier la biodiversité marine, la structuration et le fonctionnement des écosystèmes marins, ainsi que le niveau des ressources exploitables, les cycles biogéochimiques et finalement les flux d'éléments aux interfaces avec les autres réservoirs (atmosphère, terre). Les perturbations ressenties par le biotope peuvent rétroagir sur le climat en modifiant notamment la concentration atmosphérique de certains gaz impliqués dans l'évolution du climat (e.g. DMS, composés halogénés), ou en affectant le bilan thermique de l'océan superficiel. Malgré l'avancée des connaissances obtenues dans le cadre des grands programmes tels que JGOFS ou GLOBEC, les mécanismes abiotiques et biotiques par lesquels la variabilité du climat affecte les écosystèmes restent encore assez mal quantifiés, ce qui restreint notre capacité à prédire les changements futurs des cycles biogéochimiques et la modification des écosystèmes. Les rétroactions éventuelles des cycles biogéochimiques sur l'évolution du climat sont encore plus difficiles à prédire. C'est pourquoi, la compréhension et la paramétrisation de ces rétroactions restent essentielles pour réduire les incertitudes sur les simulations du climat.

L'objectif général de CYBER est de contribuer, grâce à des recherches pluridisciplinaires, à l'acquisition des connaissances permettant de comprendre, quantifier et modéliser les interactions (impact et rétroaction) entre climat, cycles biogéochimiques et écosystèmes marins. CYBER encourage l'utilisation d'approches combinant expérimentation in situ ou de laboratoire, modélisation numérique et analyse et valorisation de jeux de données existants. Ces recherches, qui seront fortement ancrées dans le contexte programmatique international, s'appuieront globalement sur deux grandes catégories d'études.

D'une part des études à caractère générique se focalisant sur des processus ou des variables clés dont la paramétrisation apparaît essentielle pour la compréhension du système couplé climat - cycles biogéochimiques - écosystèmes. Il en est ainsi du thème 1 (relevant du programme international IMBER) centré sur la structure des écosystèmes, la diversité fonctionnelle et les cycles biogéochimiques. Le thème 2 représente la contribution francaise au programme GEOTRACES. Il s'attache à l'étude des éléments traces qui jouent un rôle fondamental comme nutriments et à leurs isotopes en temps que traceurs des processus actuels et passés dans l'océan.

D'autre part des études ciblées sur des objets, en l'occurrence deux interfaces majeures de l'océan, (1) Les marges continentales et plus généralement l'interface entre l'océan côtier et hauturier jouent un rôle essentiel dans la chimie, la biogéochimie et la production globale des océans. Cependant, la complexité et la variété des échelles des processus à prendre en compte ont certainement contribué à ralentir l'émergence de recherches intégrées. Le thème 3 de CYBER (rattaché aux programmes internationaux LOYCZ mais aussi GEOTRACES et IMBER) vise désormais à encourager un effort pluridisciplinaire sur l'interface côte-large, effort qui pourrait notamment se concrétiser dans le cadre du futur chantier Méditerranée. (2) Enfin l'interface océan-atmopshère qui joue un rôle fondamental dans les processus photochimiques et dans les échanges de gaz à impact climatique nécessite une attention particulière et synergique des communautés d'atmosphériciens et d'océanographes. C'est l'ambition du thème 4 qui représente la contribution francaise au programme SOLAS.