Les effets des changements climatiques sur la zone littorale du sud-est de la mer de Beaufort, bassin Herschel, Canada, à partir d'enregistrements micropaléontologiques

Le sud-est de la mer de Beaufort est marqué par des changements environnementaux importants dus au réchauffement atmosphérique récent. Les changements incluent la diminution de la couverture de glace de mer, une augmentation de l’intensité et de la durée des tempêtes, ainsi qu’une augmentation de l’érosion côtière. Leurs répercussions sur les écosystèmes de la zone littorale sont toutefois difficiles à évaluer, car les enregistrements des conditions marines (température, salinité, turbulence, etc.) et du biote (population, diversité et productivité) sont rares et souvent épisodiques. Des enregistrements continus et couvrant plusieurs décennies sont nécessaires pour évaluer la contribution du réchauffement anthropique sur les changements climatiques récents, a fortiori pour la zone littorale qui est sensible vis-à-vis des vents locaux et se caractérise par une grande variabilité. Par ailleurs, les effets des changements climatiques sur la zone littorale du sud-est de la mer de Beaufort peuvent influencer les membres des communautés locales qui y chassent et pêchent pour leur subsistance et pour préserver des traditions culturelles. Dans ce contexte, cette thèse vise à reconstituer les conditions environnementales du milieu marin de la zone littorale du sud-est de la mer de Beaufort à partir d’une approche micropaléontologique. Des analyses sur les assemblages de foraminifères benthiques, d’ostracodes et de tintinnides, en plus de mesures des isotopes stables (δ18O et δ13C) sur les tests des foraminifères benthiques Elphidium clavatum et Cassidulina reniforme ont été réalisées. Les microfossiles ont été analysés à partir de carottes de sédiment prélevées dans le bassin Herschel. Le bassin Herschel se situe à moins de 10 km au large de la côte nord du Yukon, Canada, dans un milieu où les apports de matériaux biogéniques et détritiques sont continus et leur taux d’accumulation rapide. Les carottes sédimentaires proviennent des sites YC18-HB-GC01 (69.544°N; 138.970°O; 18 m de profondeur) et PG2303 (69.513°N; 138.895°O; 32 m de profondeur). Les carottes par gravité YC18-HB-GC01 (40 cm) et PG2303-1 (20 cm) couvrent de 1970 à 2018 CE et de 1998 à 2016 CE, respectivement, avec des vitesses de sédimentation de 0,7 à 1,7 cm·a-1. Ces carottes courtes livrent ainsi des séries chronologiques avec une résolution temporelle quasi annuelle correspondant à la période de données environnementales, permettant ainsi une évaluation de la signification des indicateurs microfossiles. Les assemblages de foraminifères benthiques et d’ostracodes de la marge et du fond du bassin suggèrent que les assemblages répondent principalement aux variations de salinité et des courants profonds. Dans la carotte YC18-HB-GC01, les indicateurs d’une salinité faible et variable, d’eaux de fond turbulentes, d’apports terrigènes et de productivité marine augmentent vers la surface soit depuis 1994 ± 5 CE. Dans l’environnement, cette transition coïncide avec des vents d’est plus forts et des tempêtes plus fréquentes, une diminution de la concentration moyenne de glace de mer en été de 16% et une circulation anticyclonique dominante dans l’océan Arctique. De telles conditions peuvent accentuer le mélange vertical dans la colonne d’eau, accélérer la remise en suspension des particules, le taux d’érosion côtière, et entraîner la dispersion du panache de la rivière Mackenzie vers l’ouest jusqu’aux sites d’étude. Il s’agit de facteurs jouant un rôle important sur les apports terrigènes et l’instabilité du milieu. Les changements environnementaux des deux dernières décennies ont ainsi eu des conséquences directes sur l’habitat et la biodiversité de la zone littorale. Les analyses micropaléontologiques des 324 premiers centimètres de la carotte à piston PG2303 qui couvrent de ~710 à 1998 CE révèlent que le réchauffement climatique en cours aurait débuté dès ~1800 CE, que ses effets se sont amplifiés à partir de 1950 CE et qu’ils atteignent des maximums après 1998 CE, probablement en réponse au forçage anthropique. Les changements associés au 21e siècle sont sans précédent à l’échelle des 1300 dernières années et se situent donc en dehors de la variabilité naturelle de l’environnement régional. Ces « nouvelles conditions climatiques » soulèvent des questions importantes notamment au sujet de l’augmentation de la turbidité des eaux côtières, qui obstrue la pénétration des rayons solaires et peut entraver la production primaire. De plus, la dégradation du carbone organique terrigène par les bactéries conduit à une désoxygénation des eaux qui affecte potentiellement déjà la productivité des ostracodes et pourrait toucher d’autres organismes vulnérables dans les milieux pauvres en oxygène dissous. \n_____________________________________________________________________________ \nMOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Foraminifères benthiques, ostracodes, Arctique, glace de mer, salinité

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