Groupe de 3 mésocosmes utilisé lors de la première campagne à Calvi durant l’été 2012 et vu du dessous (à gauche, ©LOV/OOV, Amélie Sallon) et du dessus (à droite, © A. Rees, Plymouth).[...]

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MedSeA (Mediterranean sea acidification in a changing climate)

20 février 2013

Contexte et objectifs

Les recherches dans le domaine de l’acidification des océans se sont intensifiées ces dernières années, mais la plupart ont été, et sont, effectuées en laboratoire sur des espèces ciblées. Or, si ces expériences sont intéressantes d’un point de vue mécanistique, elles ne permettent pas de prendre en compte les liens étroits existants entre organismes au niveau d’une communauté (compétition, prédation…) et ainsi d’anticiper les effets futurs de l’acidification sur les écosystèmes marins.
Certaines d’entre elles cependant ont été réalisées en conditions in situ. Des expériences en mésocosmes côtiers ont notamment été conduites ces dernières années à Bergen en Norvège dans le cadre du projet PeECE (Pelagic ecosystem CO₂ enrichment study). Elles ont permis par exemple, et pour certaines d’entre elles, de mettre en évidence des effets de l’acidification sur le fonctionnement des communautés planctoniques, notamment des modifications des taux de production primaire, des modifications des rapports carbone/azote de la matière organique produite et une augmentation de l’abondance du compartiment bactérien, un effet indirect (en cascade) de l’acidification vraisemblablement dû à une augmentation de l’exsudation phytoplanctonique de carbone organique dissous, ce dernier étant facilement utilisable par les bactéries. Une autre expérience de grande envergure réunissant une trentaine de participants et utilisant des mésocosmes pélagiques de plus de 50 m³ a également eu lieu en 2010 au Svalbard dans le cadre du projet EPOCA (European project on ocean acidification), les résultats de ces travaux étant en cours de publication.

L’objectif général des campagnes MedSeA est de définir si l’acidification de l’eau de mer aura des effets sur le fonctionnement et la structure des communautés planctoniques côtières, particulièrement en zone oligotrophe. Pour ce faire, elles suivront le même protocole expérimental que celui employé au Svalbard et utiliseront des mésocosmes de taille similaire. Il s’agira notamment de déterminer quel est l’effet du pH, et de la modification de la chimie des carbonates qui en découle, sur les productions primaires brute et nette, la minéralisation bactérienne, la calcification, le transfert de matière vers les échelons supérieurs, l’export de matière vers les couches profondes et/ou les écosystèmes adjacents (production communautaire nette), la fixation d’azote ou encore la production de gaz ayant un rôle dans la régulation du climat. Ces expériences devront fournir un jeu de données conséquent aux activités de modélisation financées par le projet MedSeA afin d’anticiper le fonctionnement futur de ces zones côtières oligotrophes.

La première campagne MedSeA, qui a eu lieu du 4 juin au 22 juillet 2012 à Calvi en Corse à la station Stareso, a permis d’étudier les effets de l’acidification en période oligotrophe estivale. Cette seconde campagne permettra d’étudier ces effets lors d’une période critique du fonctionnement des écosystèmes planctoniques : la floraison printanière.

Dates et lieux

Cette campagne MedSeA aura lieu du 21 février au 21 mars 2013 dans la baie de Villefranche-sur-mer à proximité du Laboratoire d’océanographie de Villefranche.

Moyens déployés

Cette expérience réunira 25 personnes en provenance de 6 pays européens.

Neuf mésocosmes de 52 m³ seront déployés pendant une période de 30 jours. Ces mésocosmes sont des sacs d’une quinzaine de mètre de profondeur, fermés au fond afin de collecter la matière organique qui sédimente et ouverts sur le dessus, l’eau qu’il contient restant au contact de l’atmosphère. Ils ont été développés et utilisés dans le cadre du projet ANR DUNE et adaptés aux études concernant l’acidification dans le cadre du projet MedSeA.
Six mésocosmes seront soumis à différents niveaux de pression partielle en CO₂ (pCO₂ de 450, 550, 650, 750, 1000 et 1250 μatm) couvrant la gamme des pCO₂ atmosphériques anticipées pour la fin de ce siècle et les trois derniers à la pression de contrôle de ~ 400 μatm qui correspond à la pCO₂ actuelle des eaux de surface. Les différents niveaux de CO₂ seront atteints par ajouts d’eau saturée en CO₂ dans les mésocosmes puis évolueront en fonction de la biologie (principalement) et des échanges avec l'atmosphère (relativement minimes). Approximativement à la moitié de l’expérience, une quantité définie de sels nutritifs sera ajoutée dans chaque mésocosme afin d’y créer une floraison planctonique.

Soutiens

Le projet MedSeA est soutenu par la commission européenne dans le cadre du 7e programme cadre (FP7/2007-2013, grant agreement n° 265103).

Partenaires

CNRS-INSU, Université Paris 6, Plymouth marine laboratory (PML, Angleterre), Universitat autonoma de barcelona (UAB, Espagne), Istituto nazionale di oceanografia e di geofisica sperimentale (OGS, Italie), Hellenic centre for marine research (HCMR, Grèce) et Université de Liège (ULg, Belgique).