Variations long-terme et saisonnières de la fréquence de vocalisations de grandes baleines dans l’océan Indien austral

Mercredi, 7 novembre 2018

Sept ans d'enregistrements acoustiques continus sur 6 sites dans l'océan Indien austral révèlent une diminution régulière, de quelques dixièmes de Hertz par an, de la fréquence de vocalisations de 5 espèces de rorquals bleus. Cette diminution traduirait des changements à long terme de propriétés acoustiques de l'océan ou une abondance croissante de ces grandes baleines depuis l’arrêt de leur chasse. Les équipes françaises impliquées, originaires du Laboratoire geosciences ocean (UBO/UBS/CNRS) et du Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICCCNRS/IMT Atlantique/UBO/UBS/ENIB/ENSTA Bretagne)révèlent également une variation saisonnière de fréquence, corrélée aux variations du bruit ambiant engendrées par la présence saisonnière d'icebergs, source majeure de bruit dans l'océan austral.

Rorqual commun et iceberg tabulaire au sud du plateau des Kerguelen, par 58˚S dans l’océan Indien austral (photo prise en janvier 2010 à bord du NO Marion Dufresne) ©J-Y Royer - CNRS La surveillance acoustique passive de l'océan, ces dernières décennies, a montré que les vocalisations des grandes baleines à fanons dominent les basses fréquences des enregistrements dans la plupart des océans. Le rorqual bleu et le rorqual commun émettent en effet des sons basse fréquence (< 100Hz) et de forte intensité (180dB) pouvant se propager jusqu'à plusieurs centaines de kilomètres. Le cri de ces rorquals, très stéréotypé et de forme constante dans le temps, diffère d'une population à l'autre.  On observe, toutefois, que la fréquence (Hz) des appels de rorquals bleus diminue dans tous les océans. Les raisons possibles de cette diminution à long terme vont de causes physiologiques (sélection génétique, augmentation de la taille des baleines depuis l’arrêt de la chasse), à des causes comportementales (interférences entre espèces ou augmentation de l’abondance des baleines depuis la fin de la chasse), à des causes environnementales (bruit océanique croissant avec l’activité humaine ou changement des propriétés acoustiques des océans).

Afin d'élargir ces observations à l'océan Indien austral, nous avons analysé 7 ans d'enregistrements acoustiques continus sur 6 sites répartis une zone de 9 000 000 km2 (détection de cris individuels ou analyse de la puissance acoustique à des fréquences choisies).  Ce travail met en évidence une diminution linéaire à long terme de la fréquence des vocalisations de cinq espèces de grandes baleines à fanons : le rorqual bleu antarctique, trois populations acoustiques de rorquals bleus pygmées, dites de Madagascar, d’Australie et du Sri Lanka, et le rorqual commun. Leur fréquence diminue de 0,12 à 0,54 Hz/an, selon l'espèce et l'unité vocale choisie. 

(Gauche) Diminution linéaire de fréquence de 0.14 Hz/an de l’unité A de la vocalisation de la baleine bleue antarctique (en rouge, nos observations ; en noir, observations antérieures au large du cap Leeuwin en l’Australie). A la décroissance inter-annuelle de la fréquence, se superpose des variations saisonnières. (Droite) Vocalisation stéréotypée d’une baleine bleue antarctique, dans un diagramme temps-fréquence (séquence de plusieurs appels répétés toutes les minutes). Ces vocalisations sont communément appelées « cris en Z » ou « Z-call » en raison de leur forme dans cette représentation. Le diagramme de gauche se réfère aux mesures de fréquence de l’unité A autour de 26-27 Hz. Figure d’après Leroy et al., 2018 (extraite de l’article). A cette diminution, se superpose une variation intra-annuelle cyclique, dans un intervalle de 0,2 Hz, de la fréquence d'appel des rorquals bleus antarctique et des rorquals communs. Pour les premiers, par exemple, les fréquences augmentent et diminuent selon que le niveau de bruit à basse fréquence augmente pendant l'été austral et diminue à l'automne et en hiver. En l'absence de bruits d’origine anthropique dans l'océan Indien austral, le bruit saisonnier d’origine cryogénique (icebergs), source majeure de bruit dans tout l'océan austral, semble être la cause la plus plausible de ces variations saisonnières de fréquence. Pour les rorquals communs, on observe la même corrélation bruit/fréquence autour de 99 Hz, mais de mai à octobre. Les changements à court terme et à grande échelle de l'environnement acoustique naturel semblent ainsi avoir un fort impact sur le comportement vocal des grandes baleines.

L’amplitude voisine des variations de fréquence intra- et inter-annuelles suggère une explication physiologique commune qui serait le lien entre l’intensité et la fréquence d’un cri, où la fréquence augmente ou diminue d'une fraction de Hertz selon l'intensité d’émission. En revanche, les changements saisonniers et à long terme des niveaux d’émission (et des fréquences) des baleines ont probablement des causes différentes. Les variations intra-annuelles suivent celles du niveau de bruit dans des fréquences proches de celles des cris, ce qui suggère une adaptation de l’intensité d’émission au niveau de bruit ambiant. La baisse à long terme de la fréquence, c'est-à-dire de l’amplitude sonore des cris, doit avoir une cause à long terme, telle l’augmentation de densité de population qui réduirait la nécessité de relever le niveau d'appel pour communiquer avec des congénères. De façon alternative ou concomitante, l'acidification constante de l'océan depuis l'ère industrielle, qui entraîne une diminution de l'absorption acoustique et accroit ainsi la distance de propagation, faciliterait les communications entre grandes baleines à fanons, qui réduiraient leur puissance d’émission et involontairement leur fréquence.  

A l’échelle de l’océan mondial, l’augmentation du niveau de bruit dans certaines régions ne semble avoir aucun effet sur la diminution globale des fréquences. Il y a donc un paradoxe entre les effets du bruit environnemental sur le comportement acoustique à court terme des grandes baleines et son absence apparente d'effets à long terme. Toutes ces questions justifient de poursuivre les efforts de surveillance acoustique afin de mieux documenter le comportement vocal à court et à long terme d'autres espèces de baleines dans d'autres parties du monde, en particulier dans les océans Atlantique Sud et Pacifique, ainsi qu'une surveillance conjointe de la chimie (pH) et des propriétés acoustiques (vitesse sonore, absorption) des océans.

Ces travaux ont reçu le soutien du Conseil Régional de Bretagne, de la Flotte Océanographique Française, de l’Institut Polaire Paul Emile Victor (IPEV), de l’université de Brest et du CNRS-INSU.

Source(s): 

Leroy, E.C., Samaran, F., Bonnel, J. & Royer, J.-Y. (2018) Long-term and seasonal changes of large whale call frequency in the southern Indian Ocean, Journal of Geophysical Research: Oceans, doi: 10.1029/2018JC014352R.

Contact(s):
  • Jean-Yves Royer, Laboratoire Géosciences Océan
    jean-yves [dot] royer [at] univ-brest [dot] fr, 02 98 49 87 67
  • Emmanuelle Leroy, Laboratoire Géosciences Océan
    emmanuelle [dot] leroy [at] unsw [dot] edu [dot] au, +61 457 445 438

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