Section 1: Année polaire internationale

La contribution du Canada à la quatrième Année polaire internationale (API, mars 2007 – mars 2009) comprend 44 programmes qui s'articulent autour de deux thèmes : les aspects scientifiques des répercussions des changements climatiques et de l'adaptation à ces changements, et la santé et le bien-être des collectivités du Nord. Le gouvernement du Canada a alloué 150 millions de dollars sur six ans pour l'API, dont 100 millions sont destinés à la recherche scientifique. Sont inclus six grands projets de recherche de l'API dirigés par le Secteur des sciences du MPO, qui visent à mieux comprendre les changements climatiques dans l'Arctique et leurs répercussions sur l'écosystème. Le MPO collabore également avec des partenaires nationaux et internationaux à d'autres projets menés dans le cadre de l'API.

Les programmes de recherche menés par le MPO à bord des brise-glaces de la Garde côtière canadienne (GCC) ont permis de comprendre l'état actuel des environnements polaires et le rôle de premier plan que jouent les océans dans les changements climatiques. D'autres projets ont été menés en étroite collaboration avec les collectivités et les peuples du Nord afin de mieux comprendre la façon dont les changements climatiques influeront sur les animaux aquatiques dont dépendent les habitants du Nord. Les chercheurs du MPO ont également participé à six autres projets de recherche de l'API dirigés par d'autres ministères ou universités.

La première saison de recherche sur le terrain menée dans le cadre de l'API a été couronnée de succès grâce au travail d'équipe sérieux et au dévouement et au professionnalisme des équipages et des officiers de la GCC, des guides du Nord et des personnes qui ont pris en charge la logistique. On s'attend à ce que les activités scientifiques se poursuivent bien après la fin officielle de la deuxième campagne sur le terrain, le 1er mars 2009. En plus de former une nouvelle génération de chercheurs polaires, cette quatrième Année polaire internationale aura donné lieu à des recherches novatrices, à la mise en place de réseaux de surveillance à long terme dans la région et d'un système d'observation de l'Arctique qui continueront d'enrichir notre connaissance de l'environnement polaire du Canada dans les années à venir.

Les trois océans du Canada (C3O) : Surveillance de l'évolution du climat

Plus de 40 chercheurs et 90 scientifiques participant à des missions en mer du MPO, des universités et d'autres organismes canadiens et étrangers ont recueilli des données sur les changements climatiques en 2007 pour le projet Les trois océans du Canada – volet de la contribution du Canada à l'API. Le chercheur principal, Eddy Carmack, de l'Institut des sciences de la mer du MPO, et une équipe de scientifiques du C3O issue des gouvernements canadiens et étrangers ainsi que du milieu universitaire ont étudié les eaux canadiennes sur une distance de 15 000 km, du fond marin à la surface, des plus petits organismes (virus) aux plus gros (baleines) et du Pacifique à l'Atlantique en passant par l'Arctique. Les résultats du projet révéleront l'interdépendance des eaux arctiques et subarctiques et l'influence de l'évolution du climat sur leurs frontières.

Pour mesurer le changement dans les océans du Canada, l'équipe du C3O recueille des séries de données de référence, de Victoria à Halifax. Les scientifiques et les décideurs disposeront ainsi des connaissances de base pour assurer une bonne gouvernance et s'attaquer aux nouveaux enjeux comme le réchauffement, le recul de la banquise, l'invasion d'espèces, l'hypoxie et l'acidification. Le projet C3O aidera également à établir une stratégie de surveillance à long terme de l'océan Arctique afin d'étudier les changements climatiques dans les années à venir. L'équipe de recherche espère transmettre une part importante des méthodes de surveillance du C3O aux collectivités côtières locales dans la décennie à venir, de sorte qu'elles puissent assurer la surveillance marine.

Les membres de l'équipe de recherche Les trois océans du Canada préparent la rosette à bord du NGCC Louis S. St-Laurent dans le détroit de Davis. L'appareil prélève des échantillons d'eau à diverses profondeurs et consigne les données, entre autres la température de l'océan, l'oxygène, les nutriments et l'alcalinité.

Le C3O mesure la température des océans du nord au sud, de l'est à l'ouest

f D'après les mesures prises par l'équipe de recherche Les trois océans du Canada à l'été 2007, un plan vertical allant de Victoria dans le Pacifique à Halifax dans l'Atlantique révèle des températures océaniques allant de -2 ºC (bleu foncé) à 10 ºC (rouge foncé) depuis le Pacifique Nord jusqu'à la mer du Labrador. Ces mesures, prises à des profondeurs pouvant aller jusqu'à 900 dbars (1 dbar équivaut à environ un mètre) nous permettront de mieux comprendre l'évolution du climat océanique.

Programme d'encadrement des jeunes dans le Nord

Louisa Thomassie (à gauche), étudiante de niveau postsecondaire qui a pris part avec d'autres étudiants au Programme d'encadrement des jeunes dans le Nord de 2007-2008, prend une pause musicale en compagnie d'Eddy Carmack pendant le voyage de l'équipe des Trois océans du Canada à bord du NGCC Louis S. St-Laurent. L'encadrement des jeunes renforce les liens entre les collectivités nordiques de l'Arctique et le milieu de la recherche. Les étudiants ont aidé les scientifiques à prélever des copépodes et à recueillir des données océanographiques et des échantillons du plancher océanique. En échange, ils ont fait part de leurs connaissances, de leur culture et de leur opinion sur les activités scientifiques qui influent sur leur vie dans le Nord.

Étude des eaux traversant l'archipel canadien

En août 2007, les chercheurs de l'Institut des sciences de la mer et de l'Institut océanographique de Bedford du MPO ont installé sur des floes lourds des instruments d'enregistrement spécialement conçus pour l'Étude des eaux traversant l'archipel canadien (EEAC). Ce projet de l'API examine la quantité d'eau douce, d'eau de mer et de glace marine qui se déverse de l'océan Arctique dans la mer du Labrador en traversant l'archipel canadien.

Dirigée par Humfrey Melling, l'EEAC mesure les courants océaniques, la salinité, la température, la dérive et l'épaisseur des glaces dans quatre des points de passage entre l'Arctique et l'Atlantique – le détroit de Nares, le détroit de Cardigan, le détroit de Lancaster et le détroit de Bellot. Une fois que les instruments seront récupérés en août 2009, ils donneront des données utiles sur l'échange d'eau douce entre les océans du monde, lequel constitue un élément crucial de la circulation océanique mondiale, du cycle hydrologique et du climat.

Si le climat mondial se réchauffe, une plus grande quantité d'eau douce pénétrera dans l'océan Arctique en raison de l'augmentation des précipitations ou indirectement par l'apport des rivières nordiques. L'écoulement d'eau douce augmentera et compensera l'apport plus volumineux, établissant un nouvel équilibre des eaux douces pour l'Arctique. À terme, l'eau douce retournera dans les océans tempérés et tropicaux d'où elle vient. Ces changements dans le stockage et le passage d'eau douce dans l'océan Arctique auront probablement une incidence sur les écosystèmes de l'Arctique et des eaux arctiques de l'Est du Canada. Comme l'eau douce est moins dense et ne se mélange pas bien à l'eau océanique plus profonde et plus saline, elle forme une « chape » à la surface de l'océan et entrave le mouvement ascendant des nutriments dont se nourrit le plancton, qui est la base de la chaîne alimentaire de l'Arctique. Cette chape pourrait également ralentir la circulation en profondeur dans les océans de la planète, qui joue un rôle de premier plan dans le climat de la Terre.

Les résultats de l'EEAC permettront aux scientifiques de mieux comprendre les changements qui surviennent et de peaufiner les prévisions concernant les changements climatiques dans l'Arctique et leurs répercussions sur les écosystèmes marins arctiques, les activités humaines et la circulation océanique. Pour en apprendre davantage, consultez le site www.ipy-api.gc.ca/pg_IPYAPI_028-fra.html

Travaillant à l'Étude des eaux traversant l'archipel canadien, le technicien marin Jo Poole a préparé un sonar à effet Doppler à quatre faisceaux, de pointe, à bord du NGCC Henry Larsen, avant de le déposer sur le plancher océanique pour mesurer les courants et la dérive de glace dans le détroit de Nares.

Examen des répercussions des fortes tempêtes arctiques et des changements climatiques sur les processus océaniques dans l'Arctique

À mesure que le climat mondial se réchauffe, l'intensité des tempêtes arctiques semble s'accroître. Dans le cadre de la contribution du Canada à l'API, des travaux de recherche dirigés par le MPO portent sur les répercussions des tempêtes de très forte intensité et des phénomènes climatiques extrêmes sur les processus océanographiques. Les résultats fourniront de l'information précieuse concernant les répercussions des tempêtes sur les terres et eaux côtières, qui jouent un rôle essentiel dans la vie quotidienne et la culture des habitants du Nord. Les tempêtes arctiques influent sur les vagues, les crues glaciaires, l'érosion et les sédiments, provoquant des changements susceptibles de nuire aux espèces aquatiques, à l'exploitation des ressources et au style de vie dans l'Arctique.

Sous la direction du chercheur en chef William Perrie de l'Institut océanographique de Bedford, une équipe de chercheurs recueille de l'information sur les vents marins, les vagues, les courants, la glace, les ondes de tempête, l'érosion et le transport des sédiments à l'oeuvre dans les eaux côtières de la région sud de la mer de Beaufort et la région ouest de l'Arctique.

En 2007-2008, l'équipe a entre autres :

  • recueilli des données (tempête, climat et observation) pour la mer de Beaufort et terminé des études de modélisation préliminaires;
  • commencé à tester des simulations sur maquette de tempêtes épisodiques, du transport de sédiments et de l'érosion côtière, de la couche de glace et de son déplacement et de la circulation océanique dans la mer de Beaufort et les eaux connexes.

Selon les premiers résultats, des tendances atmosphériques variables à grande échelle peuvent fortement influer sur les tempêtes épisodiques dans les zones côtières de la région sud de la mer de Beaufort, entre autres la région autour de Tuktoyaktuk. Il faut comprendre ces tendances en menant des études des données météorologiques archivées au cours des dernières décennies ainsi que des études sur maquette informatisées détaillées des changements climatiques. Pour en apprendre davantage, consultez le site www.ipy-api.gc.ca/_docs/sor_f.pdf

Espèce clé : Étude des effets du changement climatique sur l'omble de l'Arctique

L'omble de l'Arctique joue un rôle important dans la culture et l'économie du Nord et il est considéré comme une espèce clé dans l'environnement dulçaquicole et l'environnement marin près des côtes. La vulnérabilité de l'omble aux effets environnementaux à de nombreux niveaux dans les écosystèmes arctiques en fait un indicateur clé de la santé des écosystèmes aquatiques dans leur ensemble.

Les travaux du MPO sur les effets de la variabilité du climat et des changements climatiques sur l'omble de l'Arctique contribueront à l'élaboration de stratégies de conservation et de gestion visant à assurer la pérennité de cette espèce dont dépendent les habitants du Nord.

Le saviez-vous?

L'omble de l'Arctique que l'on retrouve à environ 75º de latitude Nord évolue bien plus au nord que tout autre poisson d'eau douce dans le monde. Sa répartition circumpolaire comprend les fleuves et lacs nordiques de l'Amérique du Nord, de l'Asie, et du nord de l'Europe (Islande et Groenland). L'omble est l'espèce dominante le long de la côte arctique et constitue une importante ressource alimentaire pour les Inuits. Même si l'espèce s'aventure rarement loin dans les eaux intérieures, on rencontre quelques bancs d'omble d'eau douce au sud aussi loin que Terre- Neuve, le Nouveau-Brunswick et le sud-est du Québec. Le plus gros spécimen jamais pêché se trouvait dans la rivière Tree, dans les Territoires du Nord-Ouest, en 1970, et il pesait 12,2 kilos.

James Reist de l'Institut des eaux douces du MPO est à la tête d'une équipe qui étudie les effets des changements climatiques et de la variabilité du climat sur la biodiversité de l'omble de l'Arctique. Le projet, mené dans le cadre de l'API, s'intéressera également au lien entre les changements climatiques et la bioaccumulation de contaminants. Les résultats aideront à élaborer des stratégies de conservation et de gestion afin d'assurer la pérennité de l'espèce, le maintien de son abondance en tant que ressource alimentaire et la vitalité de tout l'écosystème aquatique du Nord. Ainsi, les habitants du Nord seront mieux outillés pour s'adapter au changement dans l'Arctique.

À l'été 2007, on a prélevé des ombles de l'Arctique dans le lac Hazen et les lacs environnants dans le parc national Quttinirpaaq, au Nunavut. L'analyse des données recueillies à partir de ces poissons est en cours et les résultats seront bientôt disponibles. La recherche vise à déterminer les réactions de l'omble à la variabilité de la température de l'eau ainsi qu'à la dynamique du réseau trophique et aux niveaux de contaminants de l'écosystème. La recherche évalue également la variation génétique et morphologique au sein des populations et entre elles. À ce jour, les chercheurs ont confirmé la présence de trois formes d'omble de l'Arctique (grand, petit et benthique) dans le lac Hazen, au lieu des deux formes (grande et petite) que l'on croyait qu'il abritait. Comme l'omble de l'Arctique est le seul poisson présent dans les eaux douces de cette région, les trois sous-espèces ont valeur d'espèces écologiques distinctes pour l'étude des effets différentiels des changements climatiques. Pour en apprendre davantage, consultez le site www.api-ipy.gc.ca/pg_IPYAPI_030-fra.html

Dans les îles Belcher, Johnassie Ippak (à gauche) et Lucassie Ippak (deuxième à partir de la gauche) de Sanikiluaq, au Nunavut, et l'étudiante de niveau universitaire supérieur Carie Hoover (à droite) de l'Université de la Colombie-Britannique, aident Steve Ferguson, chercheur du MPO (deuxième à partir de la droite) dans le cadre d'un projet de recherche portant sur les effets des changements climatiques sur les mammifères marins de l'Arctique. La recherche notamment prévoit de fixer un émetteur sur les phoques annelés afin de suivre et d'étudier leurs mouvements.

Le réchauffement de la planète et les mammifères marins de l'Arctique

Il importe de comprendre les répercussions éventuelles des changements climatiques mondiaux sur les écosystèmes polaires pour élaborer des stratégies de conservation et de gestion des espèces arctiques. Mené dans le cadre de l'Année polaire internationale, le projet intitulé Le réchauffement de la planète et les mammifères marins de l'Arctique (RPMMA), dirigé par Steven Ferguson, de l'Institut des eaux douces du MPO, examine :

  • comment les mammifères marins s'adapteront au réchauffement de la planète et quelles sont leurs perspectives de survie;
  • quels sont les effets de la hausse de la température sur les habitats des ours polaires, des phoques et des baleines;
  • les effets possibles du réchauffement planétaire sur le cycle de reproduction et le nombre d'animaux qui survivront.

Au cours de la première année de l'API, l'équipe du RPMMA a établi un réseau de surveillance communautaire dans la région de la baie d'Hudson de l'Arctique canadien. Par l'entremise de ce réseau, l'équipe travaille avec les Inuits de la région pendant leurs chasses de subsistance pour prélever des échantillons biologiques de mammifères marins. L'analyse des échantillons livrera de nouvelles connaissances sur la génétique, la reproduction, l'écologie alimentaire, les maladies et le stress des mammifères marins.

Les résultats préliminaires de la télémétrie satellitaire révèlent que les phoques cherchent refuge sur la banquise en hiver afin d'éviter la prédation des ours polaires, tandis que les ours choisissent les endroits où ils ont toutes les chances de chasser le phoque avec succès au printemps. Par conséquent, le réchauffement et la réduction de la banquise devraient leur porter préjudice. D'après les Inuits, les orques se nourrissent principalement de mammifères marins et non de poisson. Si l'on en croit leurs connaissances du milieu, le nombre de phoques pourrait diminuer à mesure que la glace recule et que les orques deviennent le principal prédateur marin, ce qui, au bout du compte, sonnera le glas de la chasse au phoque par les Inuits, qui fait partie intégrante de leur culture de subsistance. Les résultats du RPMMA orienteront l'élaboration de stratégies de conservation et de gestion des espèces et aideront les habitants des régions du Nord à s'adapter au changement dans l'Arctique. Pour en apprendre davantage, consultez le site http://www.api-ipy.gc.ca/_docs/gwam_f.pdf

Localisation des bélugas dans la région arctique

Utilisant à la fois des approches traditionnelles et des approches scientifiques occidentales, Mike Hammill, de l'Institut Maurice-Lamontagne du MPO, dirige une étude sur la répartition, les déplacements et l'habitat essentiel des bélugas. Les résultats de ce projet de l'API aideront à améliorer la gestion du béluga, qui fait partie intégrante de la culture inuite, en plus de permettre de comprendre l'état de l'écosystème de la baie d'Hudson et de la baie James et comment le béluga s'adaptera aux changements climatiques. En raison de leur rôle de premier plan dans l'écosystème de l'Arctique, la santé du béluga est importante pour toute la vie arctique.

En localisant les bélugas par satellite, l'équipe recueille de l'information sur leur habitat, les corridors de migration et les zones d'hivernage à petite échelle. La télémétrie fournit également la température des colonnes d'eau et les profils de salinité qui peuvent contribuer à la modélisation du temps et des changements climatiques. On combine ces données au savoir traditionnel et aux expériences d'observation des gens de l'endroit. Les chercheurs collaborent également avec d'autres programmes internationaux de localisation des bélugas.

Selon les premiers résultats, il existe une certaine concordance, mais aussi des divergences entre les données de télémétrie et le savoir ancestral. Par exemple, dans l'est de la baie d'Hudson, le savoir traditionnel inuit indique que les bélugas passent l'été près de la côte et que certains bélugas passent l'hiver dans cette région. Toutefois, selon la télémétrie, les animaux passent beaucoup de temps au large et ils quittent tous la baie d'Hudson pour passer l'hiver dans la mer du Labrador. Dans cette région, on associe les bélugas à un profond chenal près de Hopedale au large de la côte du Labrador. Selon le savoir traditionnel cri, les bélugas de la baie James passent l'hiver dans la baie James ou dans le sud de la baie d'Hudson. À ce jour, si l'on en croit les données de télémétrie satellitaire, les animaux passent probablement l'hiver dans la baie James. Ces comparaisons soulignent l'importance de tenir compte des approches d'échantillonnage quand on évalue les résultats de la recherche. Par exemple, les chasseurs demeurent généralement dans les régions côtières pour des raisons de sécurité, si bien qu'ils n'observent pas de bélugas en haute mer. Par ailleurs, comme les émetteurs n'ont été fixés que sur quelques individus, il n'est peut-être pas correct non plus d'extrapoler leurs comportements à l'ensemble de la population. Les deux approches indiquent également qu'il peut y avoir des différences entre les populations et que le fait que deux méthodes d'échantillonnage différentes concordent est rassurant. Pour en apprendre davantage, consultez le site www.ipy-api.gc.ca/_docs/pat_f.pdf

Les chercheurs fixent un émetteur satellite sur un béluga afin de surveiller ses déplacements et d'en apprendre plus sur ses habitudes de migration et son habitat. Le dispositif recueille également des données environnementales de l'écosystème de la baie d'Hudson et de la baie James en vue de leur utilisation dans la modélisation du climat et du temps.

L'Étude sur le chenal de séparation circumpolaire est l'aboutissement de 20 années d'océanographie polaire

Le brise-glace canadien de recherche NGCC Amundsen et une équipe de scientifiques ont passé l'hiver 2007-2008 dans le sud de la mer de Beaufort, dans une région de glace navigable appelée chenal de séparation. Ils devaient y effectuer des recherches pour l'Étude sur le chenal de séparation circumpolaire (ECSC), un projet pluridisciplinaire de l'API qui examine l'importance des processus climatiques dans le changement de la nature d'un système de chenal de séparation et les effets de ces changements sur l'écosystème marin, le transport de contaminants, les flux de carbone et les gaz à effet de serre. Le chercheur principal du MPO Gary Stern assure la codirection de l'Étude, qui met à contribution 200 scientifiques de 15 pays. Le professeur Dave Barber, du Centre d'observation de la Terre, de l'Université du Manitoba, est le chercheur principal du projet.

Le chenal de séparation circumpolaire se forme chaque année lorsque le pack central se détache des glaces côtières, créant ainsi une « faille » dans la surface de la glace. Ce phénomène se produit en raison du fait que le pack central est mobile tandis que les glaces côtières sont fixées au rivage. Ces régions sont particulièrement sensibles aux changements atmosphériques et océaniques, ce qui en fait des laboratoires exceptionnels pour arriver à mieux comprendre les changements touchant les écosystèmes marins polaires. Elles permettent aussi au brise-glace de passer l'hiver dans l'Arctique, de sorte que les scientifiques puissent surveiller les changements qui surviennent sur plusieurs mois.

L'équipe de M. Stern s'intéresse de près à la façon dont les changements climatiques pourraient modifier les cycles et les processus de transport de contaminants, les trajectoires des contaminants (bioamplification) et, leurs niveaux, et la santé des écosystèmes aquatiques arctiques. Les contaminants représentent un danger pour la santé des mammifères marins et des poissons arctiques et, en bout de ligne, des habitants du Nord qui les pêchent puisqu'ils font partie de leur alimentation traditionnelle.

Les résultats de l'Étude aideront à évaluer la vulnérabilité des collectivités inuites côtières aux changements climatiques; à prévoir les répercussions des changements climatiques sur la salubrité des aliments traditionnels et la santé de la collectivité; et à fournir l'information dont les collectivités, les scientifiques et les décideurs ont besoin pour élaborer des stratégies d'adaptation. Pour en apprendre davantage, consultez le site www.ipy-cfl.ca/

Avec le NGCC Amundsen en arrière-plan, le plongeur polaire norvégien Haakon Hop tient un radiomètre couleur multispectral pour mesurer la lumière sous la glace, dans le cadre de l'Étude sur le chenal de séparation circumpolaire.

Plonger pour les sciences – Le saviez-vous?

Le ministère des Pêches et des Océans administre le plus vaste programme de plongée scientifique au Canada, dont le Programme national de sécurité en plongée et six programmes régionaux qui appuient ses priorités et objectifs de recherche. Un grand nombre de chercheurs, de biologistes et de techniciens du MPO ayant des intérêts de recherche variés et des formations différentes utilisent la plongée comme outil pour étudier et examiner l'environnement sous-marin. La plongée donne aux scientifiques une possibilité d'observation directe et d'expérimentation dans l'eau et livre des données essentielles qui ne pourraient pas être obtenues par d'autres moyens.