Les fronts océaniques, moteurs de biodiversité

Deux études complémentaires menées par des scientifiques du CNRS dans le cadre du SWOT AdAC Consortium nous présentent des résultats innovants majeurs sur la compréhension du fonctionnement des fronts océaniques et de leur influence sur la biologie et la biogéochimie. Ces résultats utilisent des données allant de l'échelle de la cellule phytoplanctonique (présente dans l'eau de mer) jusqu'à des données satellite de la nouvelle mission CNES-NASA SWOT (Surface Water Ocean Topography). Elles ont été obtenues grâce à une approche pluridisciplinaire originale combinant mesures, échantillons et analyses chimiques et biophysiques de terrain avec des approches numériques de modélisation et d’analyses statistiques. 

La campagne BioSWOT-Med 1 a employé une stratégie Lagrangienne (suivi dans le temps et l’espace des structures physiques d’intérêt telles que les fronts) adaptative et multidisciplinaire pour réaliser un échantillonnage à haute-résolution des variables physiques, chimiques et biologiques au sein de la région du front Nord-Baléares (NBF) en mer Méditerranée, une région typiquement oligotrophe. En particulier, un échantillonnage continu, sans précédent, de 24 heures a été réalisé au sein même d’un front de fine-échelle représentatif de la variabilité spatio-temporelle du NBF. Cela a été déterminant pour révéler une communauté frontale distincte, dans laquelle la contribution relative de groupes de phytoplancton non-dominants augmente par rapport aux masses d’eau adjacentes. Une découverte qui a des implications notables pour la biodiversité de la zone.

• 1ANR‐23‐CE01‐0027

De plus,cela confirme les résultats scientifiques obtenus par l’application aux fronts océaniques d’un  modèle statistique spécifiquement développé pour l’étude de données rares et variables. L’approche proposée par les chercheurs repose sur la combinaison des modèles de mélanges gaussiens - afin de capturer la forte variabilité du jeu de données - et les statistiques bayésiennes - afin d’estimer les paramètres du modèle même avec peu de données. Cette méthode a été appliquée au jeu de données de la précédente campagne PROTEVSMED_SWOT. Le modèle a mis en évidence l’émergence d’une communauté phytoplanctonique spécifique au front.  Près de 70 % des données observées sur le front ne proviennent effectivement pas des eaux voisines mais correspondent à un assemblage distinct, vraisemblablement adapté aux conditions frontales.

Malgré le nombre limité d’observations, l’influence des fronts de fine échelle sur la structuration du vivant est ainsi démontrée. Ceci ouvre la voie à une meilleure intégration de ces processus dans notre compréhension du fonctionnement biogéochimique de l’océan et soulève des questions intéressantes sur le rôle de la variabilité physique de fine-échelle en tant que refuges écologiques ainsi que sur l’importance du maintien de stratégies écologiques variées au sein des communautés, essentielles pour leur résilience face aux changements globaux.