La technologie avancée de cartographie sous-marine révèle les changements rapides du fond marin arctique à mesure que le pergélisol submergé dégèle
Des relevés cartographiques répétés avec les véhicules sous-marins autonomes (AUV) de MBARI ont révélé un gouffre massif développé en seulement neuf ans. Crédit : Eve Lundsten © 2022 MBARI
À l’aide de la technologie de cartographie MBARI, les chercheurs ont établi une base de référence pour suivre les changements futurs du fond marin.
Une nouvelle étude des chercheurs de MBARI et de leurs collaborateurs est la première à documenter comment le dégel du pergélisol, submergé sous l’eau au bord de l’océan Arctique, affecte le fond marin. L’étude a été publiée dans le Actes de l’Académie nationale des sciences le 14 mars 2022.
De nombreuses études évaluées par des pairs montrent que le dégel du pergélisol crée des terres instables qui ont un impact négatif sur d’importantes infrastructures arctiques, telles que les routes, les voies ferrées, les bâtiments et les aéroports. Cette infrastructure coûte cher à réparer, et les impacts et les coûts devraient continuer à augmenter.
À l’aide d’une technologie de cartographie sous-marine avancée, les chercheurs de MBARI et leurs collaborateurs ont révélé que des changements spectaculaires se produisent sur le fond marin à la suite de la fonte du pergélisol. Dans certaines régions, de profonds gouffres se sont formés, certains plus grands qu’un pâté de maisons de six étages. Dans d’autres régions, des collines remplies de glace appelées pingos se sont élevées du fond marin.
« Nous savons que de grands changements se produisent dans le paysage arctique, mais c’est la première fois que nous avons pu déployer une technologie pour voir que des changements se produisent également au large », a déclaré Charlie Paull, géologue au MBARI et l’un des principaux auteurs de l’étude. « Cette recherche révolutionnaire a révélé comment le dégel du pergélisol sous-marin peut être détecté, puis surveillé une fois les niveaux de référence établis. »
Le véhicule sous-marin autonome (AUV) de MBARI est récupéré après avoir terminé avec succès une mission de cartographie des fonds marins dans l’océan Arctique. Le véhicule télécommandé (ROV, premier plan) est utilisé pour effectuer des relevés visuels du fond marin nouvellement cartographié. Crédit : Charlie Paull © 2016 MBARI
Alors que la dégradation du pergélisol arctique terrestre est attribuée en partie à l’augmentation de la température annuelle moyenne due au changement climatique d’origine humaine, les changements que l’équipe de recherche a documentés sur le fond marin associés au pergélisol sous-marin dérivent de changements climatiques beaucoup plus anciens et plus lents liés à notre émergence. de la dernière période glaciaire. Des changements similaires semblent s’être produits le long du bord marin de l’ancien pergélisol depuis des milliers d’années.
« Il n’y a pas beaucoup de données à long terme sur la température du fond marin dans cette région, mais les données dont nous disposons ne montrent pas de tendance au réchauffement. Les modifications du terrain du fond marin sont plutôt entraînées par la chaleur transportée dans les systèmes d’eaux souterraines à mouvement lent », a expliqué Paull.
« Cette recherche a été rendue possible grâce à une collaboration internationale au cours de la dernière décennie qui a donné accès à des plates-formes de recherche marine modernes telles que la technologie robotique autonome de MBARI et les brise-glace exploités par la Garde côtière canadienne et l’Institut coréen de recherche polaire », a déclaré Scott Dallimore, un chercheur scientifique de la Commission géologique du Canada, Ressources naturelles Canada, qui a dirigé l’étude avec Paull. « Le gouvernement du Canada et les Inuvialuit qui vivent sur la côte de la mer de Beaufort accordent une grande importance à cette recherche, car les processus complexes décrits ont des répercussions sur l’évaluation des géorisques, la création d’un habitat marin unique et notre compréhension des processus biogéochimiques.
Contexte
La mer de Beaufort canadienne, une région éloignée de l’Arctique, n’est devenue accessible aux scientifiques que récemment, car les changements climatiques entraînent le retrait de la glace de mer.
Depuis 2003, MBARI fait partie d’une collaboration internationale pour étudier le fond marin de la mer de Beaufort canadienne avec la Commission géologique du Canada, le ministère des Pêches et des Océans Canada, et depuis 2013, avec le Korean Polar Research Institute.
MBARI a utilisé des véhicules sous-marins autonomes (AUV) et des sonars embarqués pour cartographier la bathymétrie du fond marin jusqu’à une résolution d’une grille carrée d’un mètre, soit à peu près la taille d’une table de dîner.
Paull et l’équipe de chercheurs retourneront dans l’Arctique cet été à bord du R/V Araôn, un brise-glace coréen. Ce voyage avec les collaborateurs canadiens et coréens de longue date de MBARI, ainsi que l’ajout du Laboratoire de recherche navale des États-Unis, contribuera à affiner notre compréhension de la décomposition du pergélisol sous-marin.
Deux des AUV de MBARI cartographieront le fond marin avec des détails remarquables et le MiniROV de MBARI, un véhicule portable télécommandé, permettra une exploration et un échantillonnage plus poussés pour compléter les relevés cartographiques.
Référence : « Changements rapides du fond marin associés à la dégradation du pergélisol sous-marin arctique », 14 mars 2022, Actes de l’Académie nationale des sciences.
DOI : 10.1073/pnas.2119105119
Le soutien pour ce travail a été fourni par la Fondation David et Lucile Packard, la Commission géologique du Canada, Pêches et Océans Canada et le ministère coréen des Océans et des Pêches (subvention KIMST n° 1525011795).
À propos de MBARI
MBARI (Monterey Bay Aquarium Research Institute) est un centre de recherche océanographique privé à but non lucratif, fondé par David Packard en 1987. La mission de MBARI est de faire progresser les sciences et technologies marines pour comprendre un océan en mutation.
