Estimation des variations saisonnières et interannuelles de la biomasse et de la composition en phytoplancton du secteur indien de l’Océan Austral sur les deux dernières décennies et évaluation de leurs conséquences écologiques

Estimation of seasonal and interannual variations in the biomass and phytoplankton composition of the Indian sector of the Southern Ocean over the last two decades and evaluation of their ecological consequences

• Auteur / Autrice : Loïc Le Ster
• Direction : Hervé Claustre, Christophe Guinet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du climat, de l'atmosphère et des océans, terrestres et planétaire
• Date : Soutenance le 05/10/2023
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l'environnement d'Île-de-France (Paris ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'océanographie de Villefranche (Alpes-Maritimes ; 2001-....)
• Jury : Président / Présidente : Stéphane Blain
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marina Lévy, Anne Petrenko, Tiphaine Jeanniard du Dot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Shubha Sathyendranath, Cédric Jamet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biotélémétrie

Chlorophylle

Écologie

Éléphants de mer

Austral, Océan

Variabilité

Phytoplancton marin

Mots clés libres

Phytoplancton

Océan Austral

Couleur de l'eau

Bio-Logging

Phytoplankton

Southern Ocean

Remote sensing

Bio-Logging

Résumé

L’Océan Austral (OA) joue un rôle essentiel dans l’absorption et le stockage du carbone d’origine anthropique du fait de l’action combinée des pompes physique et biologique (Boyd et al. 2019 DOI :10.1038/s41586-019-1098-2). Par ailleurs l’océan austral assure la moitié de la production primaire de la biosphère. Des analyses récentes suggèrent néanmoins une modification des concentrations en chlorophylle-a (Chl-a) de surface dans l’Océan Austral avec une tendance à l’augmentation, en particulier sur la période hivernale (Del Castillo et al. 2019 DOI :10.1029/2019GL083163). Compte tenu de la phénologie des différentes espèces de phytoplancton, cette tendance et le décalage temporel associé pourraient impliquer une modification de la composition des communautés phytoplanctoniques se succédant au cours de l’année. Cette hypothèse est confortée, sans être pour autant vérifiée, par les travaux réalisés au CEBC révélant une décroissance continue de la signature isotopique en δ13C des éléphants de mer de Kerguelen sur la période 2006-2018 alors que la signature du carbone inorganique dissous dans l’eau (DIC, Dissolved Inorganic Carbon) n’a pas varié sur cette même période (Données SNO-OISO, N. Metzl comm. personnelle). Cette modification dans la composition des éléphants de mer traduit un potentiel changement dans la qualité du phytoplancton présent à la base des chaînes trophiques dont ils dépendent (Schell et al., 1989 DOI :10.1007/BF00399575; Cherel et Hobson, 2007 DOI:10.3354/meps329281). L’objectif du projet est premièrement d’estimer les variations quantitatives en termes de biomasse phytoplanctonique dans le secteur indien de l’Océan Austral, et deuxièmement, d’apprécier les changements associés d’un point de vue qualitatif sur la composition des communautés phytoplanctoniques, ainsi que leurs impacts sur l’écologie de grands prédateurs tels que l’éléphant de mer.

The Southern Ocean (SO) plays a critical role in the uptake and storage of anthropogenic carbon due to the combined action of physical and biological pumps (Boyd et al. 2019 DOI:10.1038/s41586-019-1098-2). Furthermore, the Southern Ocean provides half of the primary production of the biosphere. Recent analyses nevertheless suggest a change in surface chlorophyll-a (Chl-a) concentrations in the Southern Ocean with an increasing trend, especially over the winter period (Del Castillo et al. 2019 DOI:10.1029/2019GL083163). Given the phenology of the different phytoplankton species, this trend and the associated temporal shift could imply a change in the composition of phytoplankton communities succeeding each other during the year. This hypothesis is supported, but not verified, by work done at the CEBC revealing a continuous decrease in the δ13C isotopic signature of Kerguelen elephant seals over the period 2006-2018 while the signature of dissolved inorganic carbon (DIC) did not vary over the same period (SNO-OISO data, N. Metzl personal comm.). This change in elephant seal composition reflects a potential change in the quality of phytoplankton at the base of the food chains on which they depend (Schell et al., 1989 DOI:10.1007/BF00399575; Cherel and Hobson, 2007 DOI:10.3354/meps329281). The objective of the project is firstly to estimate quantitative variations in phytoplankton biomass in the Indian sector of the Southern Ocean, and secondly, to assess the associated qualitative changes in phytoplankton community composition, as well as their impacts on the ecology of large predators such as the elephant seal.