Le soir du 10 août 2019, le navire de recherche Polarstern quittera son port d’attache de Bremerhaven. L’objectif de l’expédition est d’étudier sur le long terme un lieu précis de l’Arctique, appelée le jardin intérieur de l’AWI dans le détroit de Fram. Des scientifiques de différentes disciplines y étudient les écosystème, de la surface de la mer jusqu’aux profondeurs de l’océan, afin de déterminer les conséquences des changements climatiques sur la diversité de la vie dans l’Arctique. Après un bon mois, le Polarstern atteindra Tromsø, en Norvège, à la mi-septembre, où sera préparée l’expédition MOSAiC d’un an, qui partira le 20 septembre en direction de l’Arctique central.
Les êtres vivants vivant de l’obscurité des profondeurs dépendent de la nourriture provenant de la surface de l’eau baignée de lumière, où le phytoplancton peut se développer. Il existe des variations considérables entre les années chaudes et les années froides. C’est pourquoi des scientifiques de différentes disciplines, réunis autour du chef d’expédition, le Dr Katja Metfies de l’AWI, étudient l’écosystème marin de la zone d’étude, de l’atmosphère aux fonds marins en passant par la colonne d’eau. La zone marginale de la glace s’est révélée particulièrement productive lors des études à long terme dans le jardin intérieur de l’AWI entre le Spitzberg et le Groenland.
Les chercheurs supposent que la productivité biologique élevée du « jardin intérieur » de l’AWI est déclenchée par des processus physiques et chimiques dans la colonne d’eau supérieure, ainsi que par les échanges avec l’atmosphère. Afin d’étudier en détail les relations entre la physique, la chimie et l’écologie sur les systèmes frontaux de la zone de bordure de glace, le véhicule sous-marin autonome (AUV) appelé Paul est plongée dans ces lieux. Outre les valeurs physiques de base (température, salinité, profondeur), il peut également collecter des données écologiques. L’AUV enregistre également les substances organiques et les nutriments tels que les nitrates lors de ses plongées.
Pour la première fois, Paul doit plonger jusqu’au fond de l’océan – lors de ses précédentes expéditions, il n’avait exploré que les couches supérieures de l’eau. Équipé d’une caméra et d’un sonar à balayage latéral, il doit cartographier le fond marin en haute résolution. Le sonar augmente ainsi la couverture spatiale du système de caméra remorqué (OFOS) habituellement utilisé, en lui permettant de regarder plus loin sur le côté au lieu de regarder tout droit vers le bas. L’océan atteint jusqu’à 2 600 mètres de profondeur là où Paul doit flotter à cinq mètres au-dessus du fond marin et enregistrer des détails sur la nature du sol avec une résolution d’environ 10 à 15 centimètres. Ces cartes permettent ensuite de déterminer le point d’échantillonnage pour ce préleveur d’échantillons, qui collecte du sédiment pour en étudier les micro-organismes.
Ces sédiments permettent de réaliser des études complémentaires à celles que les microbiologistes effectuent toute l’année avec des véhicules autonomes à chenilles (crawlers). C’est déjà la troisième fois que le tramper de l’AWI se déplace de manière autonome pendant un an sur les fonds marins de l’Arctique et mesure par exemple régulièrement la consommation d’oxygène dans les fonds marins comme indicateur de l’activité microbiologique. Il doit être récupéré pendant l’expédition Polarstern actuelle et immédiatement équipé pour sa prochaine mission. Le Tramper est complété par un deuxième Crawler nommé Nomad, qui a passé avec succès un test à l’Observatoire des grands fonds en 2018. Les deux robots de mesure seront cette fois-ci équipés pour une mission de deux ans, car l’année prochaine, Polarstern ne sera pas disponible pour une expédition dans le jardin familial.
Heiner Kubny, PolarJournal
