Explorer l’Antarctique : la contribution de la recherche scientifique canadienne au décodage des changements climatiques

Les changements climatiques sont en train de refaçonner les océans de la planète. Or, l’Antarctique est l’endroit où les répercussions sont les plus évidentes et les lourdes de conséquences. La hausse des températures, la fonte des glaces et le déplacement des courants océaniques modifient les écosystèmes marins d’une manière que les scientifiques cherchent encore à comprendre. Mais ces changements ne se limitent pas au cercle polaire. Ils influencent le niveau de la mer, la situation météorologique et la biodiversité mondiales au-delà de l’Arctique. Comprendre ces changements constitue l’un des défis scientifiques les plus pressants de notre époque. La clé pour comprendre le climat de la Terre résiderait-elle au bout du monde?

Pour trouver réponse à cette question, des scientifiques à bord du Navire canadien de Sa Majesté (NCSM) Margaret Brooke ont dû mettre le cap sur l’Antarctique, dans le cadre d’une expédition exceptionnelle. Comptant uniquement de Canadiens à son bord, le navire de la Marine royale canadienne a accueilli, au printemps 2025, 15 scientifiques en provenance de divers organismes et ministères canadiens, dont deux du ministère des Pêches et des Océans (MPO). Les deux scientifiques du MPO à bord étaient Sophia Johannessen, Ph. D., chercheuse scientifique et océanographe géochimiste, et Cynthia Wright, technicienne en sciences aquatiques. Les deux femmes ont passé des décennies à étudier la chimie de la mer et tentent de comprendre comment les changements climatiques la modifient.

Pourquoi l’Antarctique? Et pourquoi maintenant?

Pour la population canadienne, l’Antarctique peut sembler loin. Cependant, il joue un rôle crucial dans la régulation du climat de la Terre. « Les gens pensent que l’Antarctique est une région éloignée, explique Sophian Johannessen, mais lorsque les glaces et les océans de l’Antarctique changent, ça affecte le monde entier, y compris le Canada. »

Madame Johannessen explique que les océans de la planète sont un tampon essentiel contre le réchauffement climatique. En effet, ils absorbent plus de 90 % de la chaleur excédentaire et environ 25 % des émissions de dioxyde de carbone (CO₂) liées à la combustion des combustibles fossiles et aux changements de l’utilisation des terres causés par l’humain. L’océan Austral joue un rôle particulièrement important pour l’absorption du CO₂, puisqu’il est très froid. Or, le CO₂ se dissout plus facilement dans l’eau froide que dans l’eau chaude. De plus, l’océan Austral est l’un des deux seuls endroits au monde (l’autre étant le nord de l’Atlantique Nord) où les eaux de surface coulent jusqu’au fond de l’océan. Cela permet d’emprisonner le CO₂ absorbé pendant des centaines d’années. Ce processus entraîne une diminution du CO₂ dans l’atmosphère et permet aux eaux de surface d’en absorber encore plus.

Heureusement pour les scientifiques, le fond de l’océan contient des couches de particules qui se sont accumulées les unes sur les autres depuis plusieurs années. Grâce à l’échantillonnage des carottes de sédiments, qui consiste à extraire des cylindres de boue du fond de l’océan, les scientifiques peuvent étudier la composition chimique des couches. « Chaque carotte est comme une capsule temporelle, explique Sophia Johannessen. Elle fournit des indices sur ce qui se passe dans l’océan depuis des décennies, voire des siècles. L’analyse de ces couches permet aux scientifiques d’obtenir des informations. À quelle rythme les sédiments s’accumulent-ils? Quel type de matière organique se retrouve au fond de l’eau? Quelle a été l’évolution de la productivité des océans et du stockage du carbone au fil du temps? »

Des secrets sous la surface de l’eau

Wright souligne qu’il est également important de comprendre comment les différentes formes de carbone – comme le dioxyde de carbone, la matière organique et les particules – se déplacent dans le système à l’heure actuelle. « Avec le recul des glaciers, une grande quantité d’eau douce se déverse dans l’océan, explique-t-elle. Cela crée un mélange unique où l’eau douce rencontre l’océan salé. Nous voulons comprendre comment l’eau de fonte terrestre affecte le cycle du carbone, du rivage à la haute mer. »

Pour répondre à ces questions, Wright a utilisé un instrument électronique en temps réel, la rosette d’échantillonnage de conductivité, température, profondeur (CTP). L’instrument mesure la CTP, tandis que la rosette permet de recueillir l’eau à des profondeurs précises. L’équipe scientifique a ensuite prélevé les échantillons d’eau de la rosette pour en étudier la matière organique, les nutriments et d’autres variables, dont l’ADN environnemental (ADNe). L’étude d’une zone de la taille d’un timbre-poste permet aux scientifiques de déterminer si les modèles qu’ils ont observés dans les petites baies et les glaciers sont le reflet de changements régionaux plus importants. Les échantillons permettent de suivre la propagation du carbone et les dépôts des particules. Ils aideront donc les chercheurs à comprendre l’influence qu’ont les changements climatiques sur les écosystèmes marins et les répercussions de tels changements sur le système climatique lui-même.

Un effort commun

Les scientifiques espèrent répondre à une série de questions, dont deux essentielles. Les changements climatiques ont-t-il entraîné une modification de la croissance du phytoplancton, ces minuscules plantes flottantes qui constituent la base du réseau alimentaire des océans? La fonte des glaciers et l’augmentation du ruissellement entraînent-elles une augmentation de la quantité de matières organiques provenant du sol qui aboutissent dans les océans?

Une plus grande croissance du phytoplancton et une augmentation pourraient représenter plus de nourriture pour la vie marine. Cependant, il se peut aussi que plus de carbone se dépose dans les fonds marins, ce qui pourrait constituer un frein naturel aux changements climatiques. Il s’agit d’un casse-tête complexe, et les réponses ne seront pas connues rapidement. En effet, les échantillons prélevés seront analysés au Canada et on obtiendra les résultats plusieurs mois plus tard. Et même là, avant d’être publiés, les résultats doivent passer par un processus d’examen par les pairs qui permet à d’autres scientifiques d’évaluer le travail de manière rigoureuse rigoureusement le travail. « C’est comme si l’on reconstituait, à partir d’un petit coin de la planète, l’histoire du climat à l’échelle mondial, explique Sophia Johannessen. Bien qu’il s’agisse d’un travail lent et méticuleux, il pourrait apporter des réponses qui nous aideront à relever le défi le plus urgent auquel la planète est confrontée. »

Une expérience sans pareille

La mission reste gravée dans la mémoire de Johannessen et de Wright. « Ce fut un privilège de participer à cette expédition et de découvrir l’Antarctique, a déclaré Sophia Johannessen. D’un côté, on a l’environnement inhospitalier, de l’autre, les sciences fascinantes et les magnifiques icebergs. Ensemble, ils forment une expérience extraordinaire. Et, bien sûr, les pingouins étaient fantastiques!

Wright parle aussi des icebergs : « Être témoin des prouesses des membres d’équipage de la Marine qui zigzaguaient entre les couloirs d’icebergs était une expérience mémorable. La collaboration à bord était sans faille – tout le monde a travaillé ensemble avec confiance et de manière attentive en faisant preuve de concentration pour assurer la réussite de la mission. »

Les données recueillies au cours du voyage alimenteront une compréhension plus globale des changements climatiques, des cycles de carbone et de la santé de nos océans. Il faudra des années avant d’obtenir le portrait complet de la réalité, mais la mission témoigne déjà des capacités du Canada en matière de sciences polaires.

« Nous voulons que la population canadienne sache que les scientifiques se soucient d’eux, déclare Cynthia Wright. Nous ne faisons pas ce travail pour être couverts de gloire, mais parce que nous croyons qu’il faut protéger notre planète et éclairer la prise de décisions qui façonnent notre avenir. »

Pour regarder des images exclusives de la mission, visionnez l’émission spéciale d’une heure de la CBC. Joignez-vous à Susan Ormiston, correspondante internationale en climatologie, et à son équipe alors qu’ils documentent la mission aux côtés des scientifiques.