Principaux résultats de l'Année polaire internationale à Pêches et Océans Canada : Sommaire


Le Canada et l'Année polaire internationale : Principaux résultats et réalisations

Les travaux de recherche menés au cours des Années polaires internationales antérieures, de même que ceux menés en permanence dans le Nord ont mis en évidence des changements majeurs touchant l'Arctique canadien. L'Année polaire internationale 2007-2008 a permis de combler certaines lacunes dans notre compréhension de ces changements et de leurs répercussions. Désormais, nous avons une meilleure connaissance de la circulation océanique arctique, des flux qui traversent l'archipel canadien, de l'état de la glace, des apports en eau douce, ainsi que des influences réciproques complexes qui s'exercent dans des zones névralgiques pour la biodiversité comme les chenaux de séparation. Au-delà de l'héritage scientifique, entre autres les données référence et les nouvelles technologies, l'Année polaire internationale laisse dernière elle un réseau de partenariats et une nouvelle génération de jeunes scientifiques.

Il faudra quelque temps pour parvenir à un tableau intégré, mais comme la plus grande partie de l'étude sur le terrain a été menée à bien en 2007- 2008, certains résultats clés sont déjà ressortis :

De profonds changements touchent l'océan Arctique :

Ces changements entraînent d'importantes répercussions sur les écosystèmes :

NGCC Henry Larsen
Le navire NGCC Henry Larsen, qui a appuyé l'Étude des eaux traversant l'archipel canadien, dans le cadre de l'API, dans le fjord Petermann, le 20 août 2009. La minuscule chute a en réalité 200 mètres de hauteur. Le glacier n'a pas de nom. Ce majestueux fjord, qui a plus de 1 100 mètres de profondeur, est bordé de falaises qui s'élèvent abruptement à 900 mètres au-dessus du niveau de la mer. Il abrite un fleuve de glace qui s'écoule du champ de glace du Groenland pour former une plateforme de glace flottante qui mesure 20 km de largeur sur 70 km de longueur. Comme cette plateforme perd 90 % de son épaisseur originale de 600 mètres en fondant sur place, elle contribue à l'apport eau douce dans le détroit de Nares, point névralgique de l'Étude. En ce lieu, l'équipe de l'Étude a effectué des relevés pour échantillonner l'eau de fonte. Photo : MPO

Introduction

L'investissement de 150 millions de dollars effectué par le gouvernement du Canada à l'appui de l'Année polaire internationale (API) privilégiait deux thèmes : les répercussions du changement climatique et l'adaptation à ces changements, d'une part, et la santé et le bienêtre des collectivités du Nord, d'autre part. Les chercheurs principaux de Pêches et Océans Canada (MPO) ont dirigé 6 des 51 projets scientifiques de l'Année polaire internationale financés sous l'égide du programme canadien, tous dans la foulée des études sur le climat. Les scientifiques du MPO ont également collaboré à de nombreux autres projets de l'API.

Outre qu'il constitue l'une des principales questions scientifiques de notre époque, le changement climatique touche de nombreux aspects du mandat du MPO au sein du gouvernement du Canada, notamment la gestion de l'habitat et des pêches, les espèces en péril, les ports pour petits bateaux ainsi que la sécurité maritime et la sûreté. La participation du MPO à l'Année polaire internationale a apporté des connaissances nouvelles sur la façon dont le climat est influencé par le système océanique ou des glaces dans l'Arctique, de même que sur l'état de l'environnement arctique, les répercussions majeures du changement climatique sur l'Arctique et la façon dont il affecte les écosystèmes et les animaux aquatiques dont sont tributaires les habitants du Nord.

Les résultats de la recherche effectuée dans le cadre de l'API, en collaboration avec les collectivités et les peuples nordiques, constituent une étape à l'appui de l'élaboration de stratégies pour la gestion et la conservation des espèces et pour l'adaptation à l'évolution de l'Arctique. Ces résultats fournissent des données concrètes constituant l'assise de la science de l'Arctique des années à venir.

À l'échelle planétaire, l'océan Arctique et ses échanges avec les océans Pacifique et Atlantique sont maintenant considérés comme un important moteur des courants océaniques mondiaux.

Les changements touchant le bilan thermique dans l'Arctique en raison du recul de la banquise créent un cercle vicieux qui renforce le réchauffement climatique. D'importantes élévations de la température et du niveau de la mer se produisent, avec la possibilité de changements radicaux dans le comportement de l'écosystème. Ces éventuels changements sont influencés par des modifications chimiques telles que l'acidification des océans et l'hypoxie (faible teneur en oxygène).

Dans l'Arctique canadien, la dimension humaine locale des répercussions du changement climatique a été démontrée au fil des projets de l'API. Et on a montré l'importance du savoir ancestral des peuples du Nord dans les domaines de l'écologie, de la météorologie, de la glace et des mammifères marins. Parmi les résultats qui se dégagent de la recherche, mentionnons la prise de conscience de la nécessité de renforcer la surveillance communautaire dans la région, de mettre en place des réseaux de surveillance à long terme dans l'Arctique et de disposer d'un système d'observations détaillées pour approfondir notre connaissance de l'environnement polaire du Canada.

En même temps que la recherche sur le changement climatique, sous l'égide de l'API, en 2008, le MPO a mis en place l'Initiative des sciences sur le changement climatique (ISCC), qui s'appuie sur des efforts de recherche à l'échelle nationale. Sous l'égide de l'ISCC, les travaux de recherche sur le changement climatique s'attachent à comprendre le rôle des océans dans les climats régionaux pour mieux prévoir et gérer les répercussions du changement climatique futur; évaluer les vulnérabilités ainsi que les effets sur la composition de l'écosystème, la structure et la fonction de l'écosystème; et explorer les nouveaux enjeux qui ont une incidence sur la santé de l'écosystème, y compris l'hypoxie et l'acidification des océans.

Principaux projets de l'API dirigés par Pêches et Océans Canada

Les Trois océans du Canada – Chercheur principal : Eddy Carmack

Les changements dans la couverture de glace, la colonne d'eau et les écosystèmes de l'océan Arctique sont étroitement reliés au système planétaire, en particulier les zones subarctiques voisines de l'océan Pacifique et de l'océan Atlantique, et doivent être étudiés dans ce contexte. C'est aux latitudes élevées que les changements provoqués par les changements climatiques et la variabilité du climat planétaire sont censés être « les plus importants et les plus rapides » et avoir les plus grandes répercussions.

Le projet Les Trois océans du Canada (C3O) (2007- 2011), mené en partenariat avec la Joint Ocean Ice Study, étude internationale permanente, a été mis sur pied pour recueillir des données de référence pluridisciplinaires intégrées sur la structure physique, chimique et biologique des eaux subarctiques et arctiques du Canada. Ces données de référence permettront d'établir :

M. Eddy Carmack
M. Eddy Carmack. Photo : MPO

Le chercheur principal Eddy Carmack, de l'Institut des sciences de la mer du MPO, a dirigé dans le cadre du projet C3O une équipe de scientifiques mise en place par le gouvernement du Canada et des gouvernements étrangers, ainsi que le milieu universitaire. L'équipe a recueilli des données marines sur une bande de 15 000 km, à la fois dans les eaux arctiques et subarctiques canadiennes reliant l'est de l'océan Pacifique, l'océan Arctique et l'ouest de l'océan Atlantique. Les données ont été recueillies depuis la surface jusqu'au plancher océanique et portent sur des organismes de tailles diverses, des plus petits (virus) aux plus gros (baleines), depuis le Pacifique jusqu'à l'Arctique et l'Atlantique. Cette recherche de grande portée n'aurait pas été possible sans l'aide de deux briseglace de la Garde côtière canadienne et de leur équipage, qui ont mené deux missions annuelles, traversant le passage du Nord-Ouest, à partir de l'est et de l'ouest.

La recherche du projet C3O a mis en évidence des changements déjà en cours dans l'océan Arctique regroupés sous les thèmes suivants :

D’après les mesures prises par l’équipe de recherche Les trois océans du Canada durant 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.
D'après les mesures prises par l'équipe de recherche Les trois océans du Canada durant 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 atteindre 900 dbars (1 dbar équivaut à environ un mètre) permettront de mieux comprendre l'évolution du climat océanique.

L'objectif de départ du projet C3O, qui est demeuré inchangé, consiste à recueillir des données sur une période suffisamment longue pour pouvoir quantifier les changements. L'équipe de recherche espère transmettre une grande partie des méthodes de surveillance de C3O aux collectivités côtières locales, dans les dix prochaines années, de façon à ce qu'elles puissent effectuer le maximum de surveillance possible du milieu marin pour contribuer aux études permanentes sur le changement climatique. Un autre objectif consiste à faire le lien entre le point de vue à grande échelle de l'équipe C3O et les problèmes régionaux des collectivités côtières.

Étude des eaux traversant l'archipel canadien – Chercheur principal : Humfrey Melling

L’équipe chargée de l’étude des eaux traversant l’archipel canadien, au travail dans l’Arctique canadien.
L'équipe chargée de l'étude des eaux traversant l'archipel canadien, au travail dans l'Arctique canadien. Photo : MPO

L'Étude des eaux traversant l'archipel canadien (EEAC) fait partie du programme sur le flux océanique arctique subarctique, une initiative internationale ayant pour mandat de surveiller le volume et les flux d'eau douce qui vont de l'océan Arctique à la mer du Labrador en passant par l'archipel canadien. Cet échange entre les océans de la planète constitue un volet critique de la circulation océanique profonde, du cycle hydrologique et du climat.

Dirigée par Humfrey Melling, l'équipe de l'EEAC a installé des instruments d'enregistrement dans quatre points de passage entre l'océan Arctique et l'océan Atlantique pendant les deux années de l'API – le détroit de Nares, le détroit de Cardigan, le détroit de Lancaster et le détroit de Bellot – pour surveiller les courants océaniques, la salinité, la température, la dérive de la glace et l'épaisseur de celle-ci. Au cours des expéditions menées pour installer et retirer les instruments, l'équipe a mesuré l'épaisseur des floes, testé leur solidité et prélevé des échantillons d'eau de mer pour mesurer les produits chimiques à l'état de traces qui révèlent la composition et l'origine des eaux. Les stations météorologiques automatiques ont mesuré les vents de surface et la température de l'air dans le détroit de Nares, et des modèles informatiques incorporant les nouvelles données ont été mis à profit pour tester les connaissances de la circulation et son incidence sur le climat et les écosystèmes océaniques.

Les principaux résultats de l'EEAC à ce jour sont les suivants :

Avec le réchauffement climatique planétaire, une plus grande quantité d'eau douce pénétrera dans l'océan Arctique par suite de l'apport d'eau de l'océan Pacifique, de l'augmentation des précipitations et de l'apport des cours d'eau du Nord. La sortie d'eau douce augmentera aussi, créant un nouvel équilibre de l'eau douce dans l'Arctique. À terme, l'eau douce retournera dans les océans tropicaux d'où elle venait à l'origine.

Les changements dans le stockage et la circulation de l'eau douce provenant de l'océan Arctique auront vraisemblablement des répercussions sur les écosystèmes de l'Arctique et sur les eaux canadiennes de l'Est. L'eau douce, qui est moins dense et ne se mélange pas de façon homogène avec l'eau océanique salée et plus profonde, forme une « pellicule » à la surface de l'océan qui empêche le brassage. Le brassage est un mécanisme propulsant vers le haut les nutriments dont se nourrit le plancton qui croît près de la surface et est la base de la chaîne alimentaire de l'Arctique. Il propulse aussi un flux ascendant de chaleur océanique à la surface, qui a le potentiel de faire fondre la glace de mer. La disparition du brassage de convection dans la mer du Labrador, conséquence possible de l'apport d'eau douce de l'Arctique, pourrait bien ralentir la circulation océanique profonde qui joue un rôle déterminant sur le climat de la planète.

Les résultats de l'EEAC livreront aux scientifiques des connaissances nouvelles sur les changements qui surviennent et leur permettront de peaufiner leurs prévisions concernant le changement climatique dans l'Arctique et ses répercussions sur les écosystèmes marins, la circulation océanique arctique et l'activité humaine.

Examen des répercussions des fortes tempêtes arctiques et des changements climatiques sur les processus océaniques dans l'Arctique – Chercheur principal : William Perrie

À mesure que le climat de la planète se réchauffe, les tempêtes arctiques semblent redoubler d'intensité, faisant craindre des répercussions sur les terres et les eaux côtières, qui jouent un rôle essentiel dans la vie quotidienne et la culture des habitants du Nord. Le chercheur scientifique du MPO William Perrie, de l'Institut océanographique de Bedford, dirige un projet majeur, dans le cadre de l'API, qui explore cette question et analyse les effets des violentes tempêtes et des conditions météorologiques hostiles sur les processus océanographiques dans la région sud de la mer de Beaufort et dans l'ouest de l'Arctique canadien.

Les résultats livreront une information fort utile concernant les répercussions des tempêtes sur les collectivités côtières, les formes d'exploitation envisagées du milieu marin côtier, le mode de vie dans l'Arctique, les espèces aquatiques et les activités liées à la mise en valeur des ressources hauturières.

Les tempêtes arctiques influent sur les vents marins, les vagues, les courants, la glace, les marées de tempête, l'érosion côtière et le transport des sédiments. Ces phénomènes océanographiques peuvent être affectés par la variabilité et les modifications touchant l'intensité et la direction des tempêtes associées au changement et au réchauffement climatiques qui transforment les aires d'eaux libres et la couverture de glace. Une plus grande étendue d'eaux libres dans l'Arctique aura une influence sur les conditions météorologiques.

L'équipe de recherche recueille des données sur les phénomènes clés relatifs aux tempêtes et à l'océan dans la région. Ce projet est essentiellement une étude de modélisation informatique utilisant en association des données d'archives des stations de surface et des stations synoptiques d'observation en altitude. Il utilise aussi des données provenant des National Centers for Environmental Prediction (NCEP), à l'échelle planétaire, et de la North America Regional Reanalysis (NARR) des États-Unis, des données du Centre Hadley du Royaume-Uni (banquise), ainsi que des données des modélisations rétrospectives construites par le Service météorologique du Canada (SMC) à partir des observations des vents et des vagues accumulées sur 20 ans pour la mer de Beaufort. Les répercussions des violentes tempêtes sont analysées à partir de modélisations couplées atmosphère-glace-océan des tempêtes épisodiques, du transport des sédiments, de l'érosion côtière, de la couverture et du mouvement de la glace pour la mer de Beaufort et les zones avoisinantes.

a) Vitesse (m/s) du courant de surface à 0 h UTC, le 31 juillet 2008; b) écarts dans les températures de surface (°C) à 12 h UTC, le 31 juillet 2008, entre les modélisations couplées et non couplées; c) modélisation couplée du champ de vent.
Figure 1. a) Vitesse (m/s) du courant de surface à 0 h UTC, le 31 juillet 2008; b) écarts dans les températures de surface (°C) à 12 h UTC, le 31 juillet 2008, entre les modélisations couplées et non couplées; c) modélisation couplée du champ de vent. On ne voit que les valeurs absolues supérieures à 1 °C. Les lignes rouges illustrent la lisière des glaces simulée par CRCM-CIOM (modélisation couplée océan-glace du Modèle régional canadien du climat). Les pointillés noirs représentent le centre de la tempête à 0 h UTC, le 31 juillet. La ligne rouge épaisse représente la lisière des glaces simulée.

Les principaux résultats à ce jour sont les suivants :

Les collectivités côtières de l’Arctique sont vulnérables aux marées de tempête et à l’érosion côtière.
Les collectivités côtières de l'Arctique sont vulnérables aux marées de tempête et à l'érosion côtière. Photo : Tuktoyaktuk (T.N.-O), Steve Solomon, RNCan, 2000.

Les résultats de cette recherche livrent des données utiles à l'appui de l'élaboration de stratégies d'adaptation pertinentes pour les collectivités côtières.

Le réchauffement de la planète et les mammifères marins de l'Arctique – Chercheur principal : Steven Ferguson

La surveillance des prédateurs du sommet de la chaîne alimentaire, notamment les ours polaires, les phoques et les baleines, fournit de précieuses connaissances sur les changements affectant l'écosystème marin dans l'Arctique et sur les moteurs du changement. L'étude sur le réchauffement de la planète et les mammifères marins de l'Arctique (RPMMA), réalisée sous la direction de Steven Ferguson, de l'Institut des eaux douces du MPO, dans le cadre l'API, se penche sur les aspects suivants :

L'équipe de chercheurs participant à l'étude RPMMA a élaboré un réseau de surveillance communautaire dans l'ensemble de la baie d'Hudson de l'Arctique canadien, qui repose sur la collaboration avec les collectivités inuites de la région. Au cours des expéditions de chasse de subsistance, les Inuits prélèvent des échantillons biologiques des mammifères marins et de leurs proies qui font partie de l'environnement marin. Une collection de référence d'échantillons du réseau trophique complet est en cours d'élaboration pour construire un modèle d'interactions trophiques des mammifères marins avec les nutriments et le phytoplancton. L'analyse des échantillons livrera des connaissances nouvelles sur la génétique des mammifères marins, leur reproduction, l'écologie alimentaire, la maladie et le stress.

L'étude RPMMA est également un projet de maillage avec d'autres projets de recherche sur les mammifères marins de la région, y compris des études de télémétrie satellitaire sur les ours polaires, les phoques et les baleines; la photo identification des baleines boréales et des épaulards; l'utilisation de signaux chimiques pour déterminer le régime alimentaire des baleines et des phoques et le repérage des effets de la prédation provoqués par des espèces envahissantes comme les épaulards.

Chercheus dans le cadre d’un projet de recherche portant sur les effets des changements climatiques sur les mammifères marins de l’Arctique
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. Les chercheurs fixent un émetteur sur les phoques annelés, comme le prévoit le projet, afin de suivre et d'étudier leurs mouvements. Photo : MPO, 2008

Bien que l'analyse du RPMMA soit encore en cours, les résultats préliminaires donnent les indications suivantes :

Ours polaire
Avec le recul de la banquise dans la baie d'Hudson, les épaulards remplacent les ours polaires comme prédateurs au sommet du réseau trophique marin. Photo : MPO, 2007

À terme, les résultats donneront aux habitants du Nord l'information nécessaire pour s'adapter à un monde en rapide évolution, où les populations de mammifères marins de l'Arctique subissent des tensions démographiques en raison du réchauffement polaire. La recherche aidera également à élaborer des stratégies pour la conservation et la gestion des espèces.

Localisation des bélugas dans la région arctique – Chercheur principal : Mike Hammill

S'appuyant à la fois sur le savoir écologique traditionnel et les méthodes 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 de subsistance ancestrale des Inuits. Ils donneront également un éclairage nouveau sur l'état de l'écosystème de la baie d'Hudson et de la baie James, et sur la façon dont le béluga s'adaptera au changement climatique, ce qui peut avoir une incidence sur les corridors de migration et les modes d'alimentation saisonnière, et pourrait intensifier la concurrence à mesure que des espèces en provenance des zones tempérées prendront place dans leur aire d'alimentation. Compte tenu de leur rôle majeur dans l'écosystème de l'Arctique, la santé des bélugas est importante pour toute la vie arctique.

La chasse, au départ par les grands baleiniers, a décimé les bélugas dans l'est de la baie d'Hudson et de la baie d'Ungava. Et ces stocks sont maintenant considérés comme des « espèces en voie de disparition » par le Comité sur la situation des espèces en péril au Canada (COSEPAC). Les activités de gestion au cours des dix dernières années ont réduit les niveaux de chasse. Toutefois, l'accès à la ressource demeure important pour la culture de subsistance inuite.

En localisant les bélugas par satellite, l'équipe recueille de l'information sur leur habitat, les axes de migration, le comportement alimentaire et les aires d'hivernage à petite échelle. La télémétrie fournit également les courbes de température de la colonne d'eau et les profils de salinité, ce qui peut faciliter la modélisation des conditions atmosphériques et du changement climatique. Cette information est associée au savoir traditionnel et aux observations de la population locale. Le savoir écologique traditionnel se construit au fil de l'exploitation de la ressource et des observations systématiques de la population locale, qui vont bien au-delà de l'échelle spatiotemporelle prise en compte par la plupart des études scientifiques et, de toute évidence, celle du programme de l'API. Les chercheurs collaborent également avec d'autres programmes internationaux de localisation des bélugas.

Les chercheurs fixent un émetteur satellite sur un béluga afin de surveiller ses déplacements et d’en apprendre davantage sur ses habitudes migratoires et son habitat.
Les chercheurs fixent un émetteur satellite sur un béluga afin de surveiller ses déplacements et d'en apprendre davantage sur ses habitudes migratoires et son habitat. Le dispositif recueille également des données environnementales sur 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. Photo : MPO, 2008

Les principaux résultats de l'étude à ce jour sont les suivants :

Au cours des 15 dernières années, des émetteurs satellitaires ont été fixés sur plus de 100 bélugas partout dans le monde. La collaboration internationale au sein du projet LBRA offre la possibilité d'effectuer des analyses de la population globale dans plusieurs bassins océaniques, pour observer les différences dans les caractéristiques relatives à l'habitat, au mode de déplacement et à l'utilisation de l'habitat entre les espèces de bélugas sédentaires (Cook Inlet, en Alaska, et Svalbard, en Norvège) et les espèces de bélugas migratoires (baie d'Hudson, ouest du Groenland). Ces comparaisons à l'échelle planétaire nous permettent de mieux comprendre la façon dont le béluga a évolué dans les différents environnements polaires et aideront à élaborer des prévisions concernant la façon dont l'espèce pourrait réagir à un changement climatique à plus grande échelle.

Variabilité du climat et répercussions du changement climatique sur l'omble chevalier dans l'Arctique – Chercheur principal : James Reist

L'omble chevalier joue un rôle important dans la culture et l'économie des populations du Nord, et ce poisson est considéré comme une espèce clé dans l'environnement dulçaquicole et marin côtier. La grande superficie de son aire de distribution et sa vulnérabilité aux effets environnementaux, à de nombreux niveaux dans les écosystèmes arctiques, en fait un indicateur clé de la santé globale des écosystèmes aquatiques. Or, le changement climatique et la variabilité du climat qui s'accentuent font peser un risque important sur de nombreux aspects de son milieu de vie. James Reist, de l'Institut des eaux douces du MPO, est à la tête d'une équipe qui étudie les effets du changement climatique et de la variabilité du climat sur la biodiversité de l'omble chevalier. Le projet, mené dans le cadre de l'API, s'intéresse également aux effets de la bioaccumulation de contaminants sur les personnes qui consomment ce poisson.

M. James Reist montrant un omble chevalier dans le parc national Quttinirpaaq.
M. James Reist montrant un omble chevalier dans le parc national Quttinirpaaq.
Photo : MPO, 2007

Comme l'omble chevalier constitue la base de la pêche de subsistance et de la pêche commerciale des collectivités nordiques, la capacité de celles-ci à s'adapter au changement exige une information essentielle sur le rôle dans l'écosystème, l'écologie thermique, la biodiversité et les interactions de cette espèce avec le contaminant qu'est le mercure.

Les chercheurs s'attachent à évaluer la biodiversité de l'omble chevalier et la variation trophique (alimentation) dans le Nord canadien et son rôle dans la structuration et la fonction de l'écosystème; l'écologie thermique (courbes de température historiques) de l'omble chevalier et le type d'influence que pourrait avoir le changement climatique; le lien entre le changement climatique et la bioaccumulation de mercure; et les changements dans les populations d'omble chevalier directement observés par la surveillance communautaire.

Les principaux résultats à ce jour sont les suivants :

Ombles chevaliers du lac Hazen, dans l’île d’Ellesmere, Nunavut.
Ombles chevaliers du lac Hazen, dans l'île d'Ellesmere, Nunavut.
Photo : MPO, 2007

Les résultats de ces travaux aideront également à élaborer des stratégies de conservation et de gestion pour assurer la viabilité de l'omble, la disponibilité soutenue de l'espèce comme source alimentaire et la vitalité de l'écosystème aquatique du Nord. Ainsi les habitants du Nord seront mieux outillés pour s'adapter à l'évolution de la région.

Principaux projets menés en collaboration avec Pêches et Océans Canada dans le cadre de l'API

Étude du chenal de séparation circumpolaire – Chercheur principal : David Barber (Université du Manitoba) et codirecteur, Gary Stern (MPO)

Cette étude majeure menée par David Barber, du Centre for Earth Observation Science de l'Université du Manitoba, est déterminante pour la connaissance scientifique de l'Arctique canadien. Au cours de l'hiver arctique dans la mer de Beaufort, le brise-glace de recherche canadien NGCC Amundsen et une équipe pluridisciplinaire de scientifiques issus de 15 pays ont entrepris l'étude du chenal de séparation circumpolaire. L'étude, qui se déroulait dans une zone d'eaux libres tout au long de l'hiver, appelée le chenal, a examiné l'importance des processus climatiques dans l'évolution de la nature d'un chenal de séparation et l'effet de ces changements sur l'écosystème marin, le transport de contaminants, les flux de carbone et les gaz à effet de serre. Gary Stern, chercheur principal du MPO, assurait la codirection de l'étude, en mettant l'accent sur les contaminants. L'équipe de Gary Stern s'est intéressée de près à la façon dont les changements climatiques pourraient modifier les cycles et les processus de transport des contaminants, leur cheminement (bioamplification) et leurs niveaux ainsi que la santé des écosystèmes aquatiques arctiques. Les contaminants représentent un danger pour la santé des mammifères marins et des poissons arctiques et, à terme, pour les habitants du Nord qui les pêchent, puisqu'ils font partie de leur régime alimentaire traditionnel. Les résultats de l'étude devraient aider à évaluer la vulnérabilité des collectivités inuites côtières au changement climatique; à prévoir ses répercussions sur la salubrité des aliments traditionnels et la santé des collectivités; et à fournir l'information nécessaire aux collectivités, aux scientifiques et aux décideurs pour élaborer des stratégies d'adaptation.

Le cycle du carbone dans la marge continentale arctique et subarctique du Canada

Le cycle du carbone organique dans les écosystèmes marins arctiques devrait être extrêmement vulnérable au changement climatique et d'une importance cruciale en termes de rétroaction. Le changement climatique peut augmenter la concentration atmosphérique de CO2 en renforçant l'oxydation du carbone organique libéré ou exposé (rétroaction positive), ou il peut offrir plus de possibilités pour les puits de carbone afin de convertir le CO2 en carbone organique (rétroaction négative). L'océan Arctique renferme la zone de plateau la plus importante de tous les océans (environ 50 %) et reçoit de grandes quantités de particules et de matières dissoutes des cours d'eau. Les bilans établis auparavant pour le carbone organique et les sédiments pour cet océan jettent les bases de la construction de bilans de masse pour d'autres éléments soumis à un cycle géochimique.

Le minuscule laboratoire à bord du NGCC Louis S. St-Laurent,
M. Charles Gobeil (à droite) a extrait bon nombre de carottes de sédiments de l'océan Arctique, dont l'une à une grande profondeur (environ 3 500 mètres) au pôle Nord. En sa compagnie, dans le minuscule laboratoire à bord du NGCC Louis S. St-Laurent, l'étudiante diplômée, Marie-Ève Randlett, et M. Robie Macdonald, auteur de l'ouvrage The Organic Carbon Cycle in the Arctic Ocean. Photo : MPO, 2008

D'après les travaux de recherche sur le carbone dans l'océan Arctique menés dans le cadre de l'API par Charles Gobeil, de l'Université du Québec, avec la participation du chercheur principal du MPO, Robie Macdonald, la baisse du volume de glace au cours des 50 dernières années a conduit à un accroissement du flux de carbone organique sur le plancher de l'océan Arctique. Des carottes de sédiments ont été prélevées dans le détroit de Davis, la baie de Baffin, l'archipel canadien, la mer de Beaufort, la mer Tchoukotka et la mer de Bering. Les échantillons prélevés subissent à l'heure actuelle des analyses qui permettront de découvrir plusieurs éléments-traces majeurs (Mn, Fe, S, etc.) ainsi que des biomarqueurs organiques (p. ex. hydrocarbures, stérols, produits végétaux terrestres). À partir de ces données, l'équipe de recherche élabore deux scénarios parallèles. Selon le premier, il y a eu enfouissement du carbone organique d'après les types de molécules qui demeurent dans les sédiments, et selon l'autre, il y eu conversion du carbone organique en CO2, d'après les éléments qui réagissent à l'intensité du métabolisme du carbone organique. L'équilibre entre ces deux phénomènes détermine le rôle de l'océan Arctique dans le cycle du carbone et les changements futurs qui surviendront au moment de l'altération de cet équilibre.

Les résultats des mesures des carottes de sédiments nous aideront à comprendre la façon dont le métabolisme du carbone organique affecte le cycle d'autres éléments, et la façon dont nous pouvons appliquer les relevés à ces autres éléments pour comprendre le cycle du carbone actuel et passé dans l'Arctique. Des éléments comme le manganèse, le cadmium et le molybdène ont été appliqués comme indicateurs des conditions océaniques passées. C'est pourquoi la compréhension de leur devenir dans l'Arctique à l'échelle du bassin est nécessaire avant que l'on puisse appliquer les données pour comprendre les conditions passées dans l'océan Arctique et les mettre à profit pour surveiller les changements futurs. Comme l'océan Arctique est une mer semifermée, nous pouvons pour la première fois produire des bilans à l'échelle du bassin qui serviront à comprendre le cycle de ces éléments dans les autres océans. Nos résultats révèlent de forts contrastes régionaux pour ce qui est des taux d'accumulation sédimentaire dans les sources de matières de la terre ou de l'océan; du piégeage du carbone organique dans les sédiments; et de la composition chimique globale des sédiments.

Détermination de l'alimentation du requin du Groenland dans un Arctique en pleine évolution

Le requin du Groenland est le plus grand poisson de l'Arctique (il peut atteindre sept mètres de longueur) et il est l'une des deux espèces de requins qui fréquentent régulièrement les eaux arctiques. Comme les requins du Groenland peuvent être très nombreux dans l'Arctique, leur incidence sur l'écosystème n'est pas négligeable. Toutefois, on ne sait rien de leurs déplacements ni, par conséquent, de leur capacité à se déplacer pour tirer profit des réserves d'alimentation d'autres régions ou pour échapper aux pêcheurs. Le chercheur du MPO Steven Campana et le chercheur principal Aaron Fisk, de l'Université de Windsor, qui travaillent en collaboration dans le cadre de ce projet, ont posé des émetteurs satellites sur dix requins du Groenland dans l'est de l'Arctique, afin de surveiller leurs mouvements, la profondeur de l'eau et la température pendant des périodes allant jusqu'à un an après la date de la pose. Les résultats ont été saisissants et nous ont appris que la plupart des requins migrent sur des distances de plus de 1 000 km. Nombre de requins plongent à des profondeurs pouvant aller jusqu'à 1 km. Ces résultats indiquent qu'une même population est susceptible de s'étendre dans de vastes régions de l'est de l'Arctique, et que les requins du Groenland sont beaucoup plus mobiles qu'on ne le pensait auparavant, ce qui fait d'eux des prédateurs à l'échelle de l'écosystème dans l'océan Arctique.

Mobiliser les collectivités pour surveiller les zoonoses afin de répondre aux préoccupations relatives à la sécurité de l'approvisionnement en nourriture traditionnelle au Canada

La sécurité de l'approvisionnement en « nourriture traditionnelle » dans l'Arctique canadien est une préoccupation pour les habitants du Nord en raison de la présence et de la menace des zoonoses. Pour s'attaquer à cette question, le biologiste du MPO Ole Nielsen participe à un projet dans le cadre de l'API pour mieux comprendre l'écologie de la faune et des maladies afin de déterminer les risques éventuels pour la santé publique liés à la consommation de chair de gibier contaminé cru. Les principaux objectifs du projet, réalisé sous la direction de Manon Simard (Centre de recherche du Nunavik, Makavik Corporation), sont les suivants :

Sur cette photo, fournie par Manon Simard de la Makivik Corporation, on aperçoit les Inuits assis sur une baleine boréale, qui fait partie de leur régime alimentaire traditionnel.
Sur cette photo, fournie par Manon Simard de la Makivik Corporation, on aperçoit les Inuits assis sur une baleine boréale, qui fait partie de leur régime alimentaire traditionnel.

À ce jour, l'équipe de recherche a fait des analyses sur plus de 200 poissons et 109 mammifères marins pour déceler la présence de nématodes Anisakidae et 690 mammifères et oiseaux arctiques pour la résistance au froid de Trichinella (T. nativa et Trichinella T6). Les nouveaux résultats de cette étude, associés aux données climatiques et aux échantillons et données archivés, permettront aux scientifiques de mieux évaluer les répercussions des maladies d'origine alimentaire sur la santé humaine dans un environnement arctique plus chaud et permettront aux habitants du Nord de prendre en charge les analyses de diagnostic des pathologies les plus préoccupantes.

Arctic Surface Ocean – Lower Atmosphere Study (SOLAS)

Le chercheur principal du MPO Michael Scarratt a participé à l'étude de la basse atmosphère dans le cadre du projet SOLAS (Surface Ocean - Lower Atmosphere Study) sous la direction de Maurice Levasseur de l'Université Laval. Ce projet réalisé dans le cadre de l'API explore les interactions entre la glace de mer, la circulation de l'eau, l'activité microbiologique marine et les émissions de gaz – notamment le dioxyde de carbone (CO2), l'oxyde d'azote (N2O), les composés organiques volatils (COV), les hydrocarbures halogénés et le sulfure de diméthyle (DMS) – de la surface océanique à l'atmosphère de l'Arctique. L'étude cherche des réponses à deux grandes questions concernant l'influence des phénomènes marins sur le climat arctique : 1) Comment l'apport accru d'eau du Pacifique par l'archipel canadien affectera-t-il la dynamique des gaz ayant une incidence sur le climat de l'Arctique? 2) Comment ces gaz seront-ils affectés par une réduction de la couverture de glace de mer et l'accroissement des aires d'eaux libres? Deux expéditions à bord du brise-glace de recherche canadien NGCC Amundsen ont permis à l'équipe SOLAS de faire de vastes relevés de ces gaz à l'état de traces et des aérosols présents dans le Haut-Arctique canadien, de la baie de Baffin à la mer de Beaufort. Parmi les résultats à ce jour, mentionnons que les premières mesures de l'oxyde d'azote (N2O), un gaz à effet de serre, dans la glace de mer révèlent sa présence à un taux d'environ 30 % des niveaux atmosphériques. Une telle sous-saturation porte à croire que la glace de mer pourrait agir en tant que source de N2O dans l'atmosphère au cours de l'embâcle et comme puits de N2O au cours de la débâcle. Ce processus nous aide à comprendre les variations saisonnières connues de N2O dans l'atmosphère.

Écosystèmes d'eau douce de l'Arctique : Hydrologie et écologie

Le projet pluridisciplinaire sur les écosystèmes d'eau douce de l'Arctique regroupe des données prélevées sur le terrain, des données de laboratoire et des études de modélisation en vue d'évaluer l'hydrologie et l'écologie des écosystèmes d'eau douce du Nord, notamment un éventail d'écosystèmes des lacs arctiques canadiens, du milieu fluvial et des deltas. Co-dirigée par Fred Wrona et Al Pietroniro d'Environnement Canada, cette initiative mobilise un réseau de 31 chercheurs (notamment James Reist de l'Institut des eaux douces du MPO), plus de 60 collaborateurs et plus de 70 étudiants ou chercheurs postdoctoraux. Le projet d'articule autour de quatre grandes priorités de recherche :

Photo prise par Nikolaus Gantner, boursier postdoctoral, que l’on voit ici en train de faire de la recherche sur l’omble chevalier pour son doctorat.
Photo prise par Nikolaus Gantner, boursier postdoctoral, que l'on voit ici en train de faire de la recherche sur l'omble chevalier pour son doctorat.

L'un des principaux volets du Projet sur les écosystèmes d'eau douce arctiques porte sur les effets potentiels du changement climatique et de la variabilité du climat sur l'écologie des eaux douces des lacs de toundra dans la région des hautes terres du Mackenzie, dans l'ouest de l'Arctique canadien. Le rivage de nombreux lacs de toundra des hautes terres que l'on trouve dans la région peut s'effondrer dans le lac avec la fonte du pergélisol sous-jacent. Ces effondrements, qui se traduisent par des apports de sédiments, de matières organiques et de nutriments dans les lacs, sont utilisés comme analogues des effets du changement climatique, car leur fréquence est censée s'accroître avec le réchauffement climatique. James Reist participe aux études en vue de comprendre les effets des effondrements sur la chimie de l'eau des lacs, ainsi que sur les réseaux trophiques, notamment des poissons comme la truite grise, le grand brochet et le cisco. James Reist participe à ce travail en raison de sa pertinence pour les pêches intérieures très importantes pour les populations indigènes de la région.

Cette recherche a également permis d'élaborer une base de données unique comportant de l'information sur le biote aquatique (p. ex. les insectes benthiques, les poissons) qui sera l'une des contributions du Canada au Programme de surveillance de la biodiversité circumpolaire, sous l'égide du groupe de travail du Conseil arctique de la conservation de la faune et de la flore arctiques.

Image satellite ENVISAT (MERIS) du delta du fleuve Mackenzie
Image satellite ENVISAT (MERIS) du delta du fleuve Mackenzie, acquise en septembre 2009. Cet écosystème hydrologique complexe a fait l'objet d'une étude pluridisciplinaire, dans le cadre de l'API. Les données recueillies au cours de l'API, associées à de nouvelles fonctions de modélisation, permettent de mieux comprendre la façon dont le fleuve transporte les nutriments vers la mer de Beaufort et dont il réapprovisionne en eau et en nutriments des centaines de lacs du delta, au cours de phénomènes comme les crues provoquées par les embâcles au cours de la fonte du printemps. Image prise par l'Agence spatiale européenne, transmise par Joost van der Sanden du Centre canadien de télédétection, RNCan.

Personnes-ressources pour les projets

Les Trois océans du Canada – M. Eddy Carmack, Institut des sciences de la mer, Pêches et Océans Canada, C.P. 6000, 9860 West Saanich Road, Sidney (C.-B.), V8L 4B2 Canada; courriel : eddy.carmack@dfompo.gc.ca; téléphone : 250-363-6585

Étude des eaux traversant l'archipel canadien – M. Humfrey Melling, Institut des sciences de la mer, Pêches et Océans Canada, C.P. 6000, 9860 West Saanich Road, Sidney (C.-B.) V8L 4B2 Canada; courriel : humfrey.melling@dfo-mpo.gc.ca; téléphone : 250-363-6552

Variabilité du climat et répercussions du changement climatique sur l'omble chevalier dans l'Arctique – M. James Reist, Section de l'écologie et de l'évaluation des poissons de l'Arctique, Institut des eaux douces, Pêches et Océans Canada, 501 University Crescent, Winnipeg (Manitoba) R3T 2N6 Canada; courriel : jim.reist@dfo-mpo.gc.ca; téléphone : 204-983-5032; télécopieur : 204-984-2403

Le réchauffement de la planète et les mammifères marins de l'Arctique – M. Steve Ferguson, Institut des eaux douces, Pêches et Océans Canada, 501 University Crescent, Winnipeg (Manitoba) R3T 2N6 Canada; courriel : steve.ferguson@dfo-mpo.gc.ca; téléphone : 204-983-5057

Examen des répercussions des fortes tempêtes arctiques et des changements climatiques sur les processus océaniques dans l'Arctique – M. William Perrie, Institut océanographique de Bedford, Pêches et Océans Canada, 1 Challenger Dr., C.P. 1006, Dartmouth (Nouvelle-Écosse) B2Y 4A2 Canada; courriel : william.perrie@dfo-mpo.gc.ca; téléphone : 902-426-3985

Localisation des bélugas dans la région arctique – M. Mike Hammill, Institut Maurice-Lamontagne, Pêches et Océans Canada, C.P. 1000, Mont-Joli (Québec) G5H 3Z4 Canada; courriel : mike.hammill@dfo-mpo.gc.ca; téléphone : 418-775-0580

Écosystèmes d'eau douce de l'Arctique : Hydrologie et écologie – M. Fred Wrona, Environnement Canada, Division de la recherche des impacts sur la gestion des écosystèmes aquatiques, Département de géographie, C.P. 3050, Victoria (C.-B.) V8W 3P5 Canada; courriel : fred.wrona@ec.gc.ca; téléphone : 250-363-8901; télécopieur : 250-363-3345; et M. Al Pietroniro, Environnement Canada, Surveillance hydrométrique, Académie Lasalle, 373, promenade Sussex, Ottawa (Ontario) K1A 0H3 Canada; courriel : al.pietroniro@ec.gc.ca; téléphone : 306-975-4394

Arctic SOLAS – M. Maurice Levasseur, Département de biologie, Pavillon Alexandre-Vachon, pièce 2071A, Université Laval, Québec (Québec) G1V 0A6 Canada; courriel : Maurice.Levasseur@bio.ulaval.ca; téléphone : 418-656-2131, poste 3207; télécopieur : 418-656-2339

Le cycle du carbone dans la marge continentale arctique et subarctique du Canada – M. Charles Gobeil, Institut national de la recherche scientifique, Centre Eau, Terre et Environnement, 490, de la Couronne, Québec (Québec) G1K 9A9 Canada; courriel : charles_gobeil@ete.inrs.ca; téléphone : 418-654-2589; télécopieur : 418-654-2600

Étude du chenal de séparation circumpolaire – M. David Barber, titulaire de la Chaire de recherche du Canada en science des systèmes de l'Arctique, directeur du Centre for Earth Observation Science, 476, Wallace Building, Fort Gary Campus, Université du Manitoba, Winnipeg (Manitoba) R3T 2N2 Canada; courriel : dbarber@cc.umanitoba.ca; site du projet : www.ipy-cfl.ca/; téléphone : 204-474-6981; télécopieur : 204-272-1532

Mobiliser les collectivités pour surveiller les zoonoses afin de répondre aux préoccupations relatives à la sécurité de l'approvisionnement en nourriture traditionnelle au Canada – Mme Manon Simard, Nunavik Research Center, Makavik Corporation, C.P. 179, Kuujjuaq (Québec) J0M 1C0 Canada; courriel : m_simard@makivik.org; téléphone : 819-964-2925, poste 259; télécopieur : 819-964-2230

Détermination de l'alimentation du requin du Groenland dans un Arctique en pleine évolution – M. Aaron Fisk, Great Lakes Institute for Environmental Research, 401 Sunset Avenue, Université de Windsor, Windsor (Ontario) N9B 3P4 Canada; courriel : afisk@uwindsor.ca; téléphone : 519-253-3000, poste 4740; télécopieur : 519-971- 3616

On voit ici une équipe du Conseil national de recherches du Canada en train de forer, dans un floe épais, des trous de mesure de la glace pluriannuelle selon un schéma de relevés.
S'il existe différentes méthodes pour mesurer l'épaisseur de la glace de mer à distance, aucune ne rivalise en exactitude avec une mesure au ruban prise à partir d'un forage dans la glace. On voit ici une équipe du Conseil national de recherches du Canada en train de forer, dans un floe épais, des trous de mesure de la glace pluriannuelle selon un schéma de relevés. La température et la solidité de la glace sont mesurées en différents points. Grâce à ce genre de relevés, l'équipe chargée de l'Étude des eaux traversant l'archipel canadien a montré que les floes ayant une épaisseur moyenne pouvant atteindre 15 mètres demeurent courants dans les eaux du plateau continental polaire canadien, même s'ils se font de plus en plus rares dans le bassin arctique. Photo : MPO, 2009