- Le biome de l'océan Arctique change rapidement, se réchauffant deux fois plus vite que le reste du monde. En conséquence, la glace de mer de plusieurs années s’affine et rétrécit, ce qui perturbe l'équilibre naturel du système.
- La fonte de la glace de mer a entraîné une prolifération considérable du phytoplancton sous la glace, attirant les espèces méridionales vers les pôles. Les espèces de poissons des latitudes inférieures se déplacent vers les mers périphériques de l'océan Arctique, déplaçant et supplantant les espèces arctiques indigènes.
- Les prédateurs situés au sommet de la chaîne alimentaire, tels que les ours polaires, subissent les conséquences de la disparition de la glace. En effet, ils sont contraints de rester plus longtemps sur la terre ferme où ils ne peuvent pas chasser de façon productive.
- L'Accord international visant à prévenir la pêche non réglementée en haute mer dans l'océan Arctique central a été signé par 10 parties afin de prévenir la pêche commerciale non réglementée dans le bassin jusqu'à ce que les scientifiques comprennent mieux la région et les effets du changement climatique. La coopération internationale sera essentielle pour protéger ce qui reste de la biodiversité.
Aujourd’hui, les baleines franches boréales traversent toujours les eaux arctiques. Les ours polaires chassent des gros phoques marbrés sur des radeaux de glace. Et les mouettes blanches chevauchent les coups de vent, arrachant les jeunes morues polaires à la mer agitée. Mais pour combien de temps encore ?
Malgré plus d’un siècle d’observations scientifiques, l’océan Arctique central reste l’un des plans d’eau les moins étudiés au monde. Le climat hostile, la glace de mer de plusieurs années, l’obscurité totale une partie de l’année et l’isolement freinent les chercheurs qui s’efforcent de mieux comprendre cette région, sa biodiversité unique et les changements spectaculaires en cours.
Nous savons une chose : l’Arctique change rapidement à mesure que les pôles se réchauffent. La quantité de glace de mer, qui a perduré pendant des millénaires, disparaît rapidement, s’affine et rétrécit à mesure que le biome se réchauffe deux fois plus vite que le reste du monde. En raison de l’absence de glace, les espèces méridionales se déplacent vers le nord, causant parfois des réfugiés et laissant apparaître des reliques des résidents de longue date.
Nous savons également que nous ne pouvons plus nous permettre que l’océan Arctique central reste un mystère. À mesure que la région se réchauffe, la toile de la vie qui reliait autrefois les espèces adeptes du froid, vivant dans et près de ses eaux énigmatiques, a commencé à se défaire et pourrait bientôt se briser, l’ancienne garde ne parvenant pas à rivaliser et laissant donc place à un nouveau régime aux conséquences fortement imprévisibles.
Tous les systèmes naturels de la Terre sont soumis à un équilibre délicat. Il suffit d’ajouter trop d’un élément, dioxyde de carbone, aérosols, azote, Homo sapiens, ou de retirer trop d’un autre, forêts, eau douce, espèces clés, pour que la biodiversité et les biomes se dérèglent. En d’autres termes, les scientifiques affirment qu’il existe neuf frontières planétaires au-delà desquelles nous ne pouvons pas aller et que nous devons respecter. Si nous dépassons ces limites, nos sociétés et nos espèces, c’est-à-dire nos espaces de fonctionnement sûrs pour l’humanité, sont en danger.
Jusqu’à présent, nous avons déjà transgressé quatre des neuf frontières planétaires : le changement climatique, la biodiversité, les modifications du système terrestre et les flux biogéochimiques (perturbation des cycles de l’azote et du phosphore). Les nouvelles sont particulièrement mauvaises pour la biodiversité de l’océan Arctique. En effet, certaines des ramifications de ces déséquilibres et chocs du système de soutien de la vie se sont fait ressentir bien plus tôt que partout ailleurs sur Terre. Comme des dominos tombant les uns sur les autres, de graves changements se répercutent sur la vie sur la planète.
Le tournant vert de l’Arctique
L’un des changements les plus radicaux de la biodiversité polaire concerne les microbes de l’Arctique. Alors que le réchauffement de la mer fait fondre la glace, le phytoplancton, des algues marines microscopiques flottant librement, se multiplie.
Le phytoplancton constitue la base de la chaîne alimentaire marine et sa croissance dépend de la lumière du soleil. Dans l’océan Arctique, l’expansion du phytoplancton se produit souvent sur les plateaux continentaux après la fonte des glaces, en eau libre, lorsque les microalgues sont baignées par la lumière du soleil 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 en été. En effet, une grande partie de la production biologique de l’Arctique a lieu dans ces zones en raison de la formation et de la fonte de la glace de mer annuelle, qui régule le cycle biogéochimique du carbone organique et d’autres éléments dans la colonne d’eau.
Mais en 2011, des scientifiques ont découvert une prolifération massive et totalement inattendue de phytoplancton sous la glace de mer arctique fondue dans l’une des cinq mers périphériques de l’océan Arctique, la mer des Tchouktches, située entre l’Alaska et la Russie. Auparavant, les biologistes pensaient que cela était presque impossible. En effet, la glace de mer et la neige réfléchissent le rayonnement solaire entrant, privant ainsi la vie végétale d’énergie.
Mais la fonte de la glace de mer avait laissé la lumière pénétrer dans les eaux sombres de l’océan Arctique, permettant ainsi au phytoplancton de faire la photosynthèse et de se développer.
“Le changement climatique a rendu l’Arctique plus productif”, explique Kevin Arrigo, un biologiste de l’Université de Stanford qui a dirigé l’étude publiée dans Science. “Comme il y a beaucoup de glace de première année dans l’Arctique, et qu’elle est fine et plate, la lumière a plus de facilité à atteindre l’eau en dessous”.
Les proliférations de phytoplancton dans l’Arctique durent désormais plus longtemps et sont plus abondantes en termes de quantité de biomasse produite. Bien que les scientifiques aient trouvé des preuves que de telles floraisons se produisaient dans le passé lorsque les conditions étaient exactement réunies, ces multiplications sous la glace se produisent plus souvent car “l’Arctique est plus propice aux proliférations qu’il ne l’était auparavant”.
Toutes les espèces arctiques dépendent de l’énergie du phytoplancton. Le krill et les copépodes mangent le plancton, qui à son tour est mangé par les poissons, qui sont mangés par les phoques, qui sont eux mangés par les ours polaires. “Tout commence avec le phytoplancton”, déclare Arrigo.
À première vue, ces proliférations microscopiques semblent être une bonne nouvelle. Des eaux nordiques plus productives devraient aider les espèces arctiques. Mais selon Arrigo, ce n’est pas tout à fait le cas. “Il pourrait y avoir un côté sombre”. Etant donné que le changement climatique déstabilise le phytoplancton à la base de la chaîne alimentaire, “l’Arctique ressemble de moins en moins à l’Arctique et de plus en plus au Pacifique Nord.”
Les animaux du sud s’installent de plus en plus pour profiter de cette nouvelle abondance de phytoplancton.
Un poisson, deux poissons, un poisson rouge, un nouveau poisson
Le réchauffement des mers a provoqué un déplacement des espèces de poissons de l’Arctique vers les pôles, redéfinissant ainsi la chaîne alimentaire telle que nous la connaissons.
La mer de Barents, au nord de la Norvège, est l’une des régions marines arctiques les mieux étudiées où ce déplacement d’espèces se produit. Lorsque les scientifiques y ont recensé 52 espèces de poissons dans une étude de la PNAS de 2017, ils ont constaté que les espèces vivant au fond de l’Arctique qui se régalent de mollusques et d’invertébrés étaient progressivement remplacées par des espèces de poissons boréaux qui arrivent, principalement des espèces généralistes telles que la morue et l’églefin, qui mangent des poissons arctiques plus petits et supplantent les espèces indigènes. Ce phénomène peut créer un déséquilibre dans le système alimentaire. Des documents affirment que ces poissons boréaux se déplacent dans l’Arctique nord-américain et l’Arctique eurasien.
“Avec le réchauffement de l’Atlantique Nord, la morue s’étend vers le nord”, explique Maria Fossheim, de l’Institut de recherches marines de Norvège. “Il y a maintenant plus d’espace vacant dans la mer de Barents et il y a plus de nourriture. Autrefois, les températures négatives et la glace de mer entravaient leur progression dans l’Arctique.”
Une grande partie de ce déplacement des espèces de poissons polaires dû au changement climatique se produit près des mers peu profondes du plateau continental qui bordent l’océan Arctique central. Il s’agit de zones habituellement négligées par les grandes flottes de pêche mondiales car on y trouvait peu de poissons dont le commerce raffole. Mais inévitablement, selon les analystes, cette migration des espèces ciblées, dont le cabillaud, l’églefin et d’autres, qui est due au changement climatique, attirera les flottes de pêche vers le nord, exerçant de nouvelles pressions environnementales sur les eaux des hautes latitudes.
De plus, lorsque les poissons du sud s’installent, les poissons indigènes de l’Arctique sont perdus. La morue polaire, par exemple, est une espèce associée à la glace ; elle se nourrit de zooplancton sur la partie inférieure de la glace de mer. Avec la fonte de la glace flottant sur l’océan et le réchauffement des températures, la diminution des populations de morue polaire est estimée à 17 % d’ici la fin du siècle.
Ces changements dans la chaîne alimentaire pourraient “altérer la structure, la composition et les fonctions des futures communautés arctiques”, peut-on lire dans une étude récente réalisée par des chercheurs de l’université d’Hokkaido. D’ici la fin du siècle, ces changements seront probablement visibles sur chaque nœud de la chaîne alimentaire arctique, même s’il est impossible de prédire précisément à quoi ressemblera le biome marin polaire radicalement modifié.
“Ce que nous observons dans cet écosystème, c’est que les mammifères, les poissons, les oiseaux marins et le plancton se déplacent tous”, déclare Fossheim. “L’ensemble du régime est en train de changer. Mais on ne peut pas tout déplacer vers le nord. À un moment donné, certaines espèces ne pourront plus y vivre.” Par exemple, les plus petits poissons qui ont l’habitude de vivre à 300 mètres de profondeur ne peuvent pas descendre à 3 000 mètres de profondeur dans le bassin arctique central. Selon Fossheim, ces changements entraîneront bientôt une perte de la biodiversité.
Des oiseaux de mauvais augure
Selon les scientifiques, les oiseaux marins sont des oiseaux de mauvais augure dans l’océan Arctique. “Ce sont des espèces indicatrices très utiles”, déclare Grant Gilchrist, chercheur scientifique à Environnement et Changement climatique Canada.
Les oiseaux vivent longtemps, ils peuvent être marqués par une bague, les scientifiques peuvent prélever des échantillons de sang et ils peuvent être suivis d’année en année, parfois par satellite. Tous ces outils de suivi et de diagnostic sont utiles dans l’environnement isolé de l’Arctique. Les oiseaux “s’alimentent et prélèvent des échantillons dans des endroits difficilement atteignables par les humains”, explique Gilchrist.
En suivant la santé des oiseaux marins et de leurs populations, les scientifiques peuvent se faire une idée de ce qui se passe dans le Grand Nord. Peu d’oiseaux marins s’aventurent loin dans le Haut-Arctique. La plupart vivent en grands groupes le long des côtes de l’océan Arctique central, autour des portes de l’océan Arctique.
Mais la mouette blanche est différente. Originaire du Canada, du Groenland, du Svalbard et de la Russie, elle dépend de la banquise tout au long de l’année et se nourrit de poissons et d’invertébrés le long de cette côte de glace riche en nourriture.
Cependant, “leurs populations ont connu un déclin assez radical”, déclare Kathy Kuletz, biologiste de la faune au sein du U.S. Fish & Wildlife Service et membre du Circumpolar Seabird Expert Group of the Conservation of Arctic Flora and Fauna. Au cours des 20 dernières années, on estime qu’entre 80 et 90 % des mouettes blanches ont disparu. Il ne reste plus qu’entre 8 000 et 11 500 couples nicheurs dans le monde.
En 2017, le Conservation of Arctic Flora and Fauna, le groupe de travail sur la biodiversité du Conseil de l’Arctique, a publié son rapport sur l’état de la biodiversité marine arctique. Il a été constaté que certaines populations d’oiseaux marins des basses latitudes de l’Arctique étaient également en déclin. Le nombre de guillemots de Brünnich de l’Arctique atlantique s’affaiblit, tout comme les mouettes tridactyles de l’Arctique atlantique et du détroit de Davis (entre le Groenland et la terre de Baffin, au Canada).
Comme pour d’autres espèces, le changement climatique fait des gagnants et des perdants parmi les oiseaux marins dans un Arctique en mutation. Bien que les guillemots, les mouettes blanches et les mouettes tridactyles soient en difficulté, les oiseaux marins planctoniques semblent augmenter dans la mer des Tchouktches. À l’inverse, les adultes mergules nains voient leur taux de survie diminuer, peut-être en raison des effets négatifs du climat sur leur principale source de nourriture, les copépodes arctiques. Les guillemots à miroir de la mer de Beaufort connaissent davantage d’échecs de reproduction car ils ont été contraints de nourrir leurs oisillons avec des aliments de moindre qualité en raison de la diminution de morue polaire.
La mégafaune charismatique
Plus haut dans la chaîne alimentaire, les mammifères de l’Arctique sont également confrontés à un avenir incertain.
À l’automne 2021, Pêches et Océans Canada se concertera sur la possibilité d’inscrire les phoques marbrés sur la liste de la Loi sur les espèces en péril. Auparavant, ces pinnipèdes dodus étaient nombreux dans tout l’Arctique canadien et sont considérés comme une espèce de proie essentielle pour les ours polaires.
Pendant l’hiver, lorsque la neige tombe abondamment sur la glace de mer, les phoques marbrés creusent des tanières dans les congères au-dessus de leurs trous de respiration, où ils donneront naissance. Ils se protègent ainsi des ours. Au printemps, les bébés phoques marbrés naissent dans ces tanières. Mais sans neige et sans glace profondes, phénomène de plus en plus fréquent dans un Arctique qui se réchauffe, les phoques marbrés ne peuvent pas protéger leurs petits fragiles. C’est peut-être la raison pour laquelle certaines communautés inuites, qui chassent ces animaux, disent avoir assisté à un déclin du nombre de phoques ces dernières années.
De même, la fonte de la glace de mer pousse les ours polaires sur des terres où ils n’ont plus accès aux phoques. Dans une étude récente, les scientifiques ont examiné les besoins énergétiques des ours polaires contraints de s’installer sur la terre ferme et ont déterminé qu’ils devraient consommer environ 1,5 caribou, 37 ombles chevaliers, 74 oies des neiges, 217 œufs d’oie des neiges ou 3 millions de camarines noires pour s’approcher de l’énergie fournie par la graisse d’un seul phoque marbré adulte.
Aujourd’hui, les ours polaires dépensent beaucoup plus d’énergie à chercher de la nourriture que lorsque la mer était dans son état “normal”. Il sera presque impossible pour les ours polaires de s’adapter à la vie sur terre avec la fonte de la glace de mer arctique.
Les scientifiques estiment que toutes les populations d’ours polaires, à l’exception de quelques-unes, auront probablement disparu d’ici 2100. Les animaux ne persisteront probablement que dans les îles de la Reine-Élisabeth, la partie la plus septentrionale de l’archipel arctique canadien, et erreront encore dans le bassin arctique central à la fin du siècle.
Les narvals, appelés licornes de la mer, sont également en difficulté. Les trous de respiration fiables sont plus difficiles à trouver en raison des déplacements imprévisibles de la glace de mer mobile. Il est donc arrivé que des mammifères marins soient piégés et meurent sous la glace.
“Tout ce qui a besoin de glace comme habitat ou comme plate-forme de chasse va commencer à se dégrader”, déclare Arrigo, de l’Université de Stanford. Mais d’autres espèces transitoires, comme les baleines grises, qui se nourrissent des fonds riches en nourriture, pourraient très bien se porter à mesure que les fonds de l’Arctique deviendront plus riches.
“Beaucoup d’espèces vont arriver de très loin”, ajoute-t-il. “Mais c’est l’une des choses effrayantes dans tout cela. Si la productivité de l’Arctique a lieu un mois plus tôt, les espèces migratrices venant de l’hémisphère Sud auront du mal à s’adapter. Il y a une limite stricte”, précise-t-il. Dans un biome aussi rude que l’Arctique, la marge d’erreur est très mince.
Mais alors, que faire ?
En 2018, dix parties ont signé un Accord international visant à prévenir la pêche non réglementée en haute mer dans l’océan Arctique central jusqu’à ce que les scientifiques aient une meilleure compréhension des changements de régime importants en cours. L’accord tiendra également compte des connaissances autochtones et locales, favorisera la coopération scientifique et établira des mesures de conservation et de gestion avant que toute pêche ne soit autorisée dans cette région fragile.
Une fois que toutes les parties auront ratifié l’accord, il restera en place pendant 16 ans, sous réserve d’un renouvellement automatique si toutes les parties sont d’accord. En 2021, neuf parties sur dix ont ratifié l’accord, notamment les États-Unis, le Japon, la Russie et l’Union européenne. Seule la Chine n’a pas encore finalisé sa participation, ce qui irrite certains gouvernements.
Lors d’un forum politique en février, Mongabay a questionné Gao Feng, représentant spécial de la Chine pour les affaires arctiques, sur ce retard. Il a précisé que l’accord était une étape importante et a insisté sur le fait que la Chine “ne représentera pas un obstacle politique à l’approbation finale. Le seul problème est le temps et notre procédure interne”.
Bien que la limite planétaire du changement climatique ait peut-être été franchie au niveau mondial, une action internationale rapide pourrait permettre de limiter les pires catastrophes en matière de biodiversité dans l’Arctique, sous les tropiques et ailleurs. Et il est encore possible de prendre des mesures de protection pour contribuer à la sauvegarde de la faune et de la flore mondiales, comme le souligne l’accord sur la pêche dans l’océan Arctique central.
Cependant, des mesures aussi radicales nécessiteront une coopération sincère entre les nations, un investissement considérable dans la recherche scientifique et la mise en œuvre rapide d’efforts de conservation coordonnés à l’échelle mondiale à un niveau jamais atteint auparavant. Reste à savoir si tout cela sera accompli à temps. En attendant, la glace continue de fondre.
Références :
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Arrigo, K. et al. (2012). Massive Phytoplankton Blooms Under Arctic Sea Ice. Science, 336(6087), 1408. https://doi.org/10.1126/science.1215065
Frainer, A., Primicerio, R., Kortsch, S., Aune, M., Dolgov, A. V., Fossheim, M., & Aschan, M. M. (2017). Climate-driven changes in functional biogeography of Arctic marine fish communities. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(46), 12202–12207. https://doi.org/10.1073/pnas.1706080114
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Molnár, P.K., Bitz, C.M., Holland, M.M. et al. Fasting season length sets temporal limits for global polar bear persistence. Nat. Clim. Chang. 10, 732–738 (2020). https://doi.org/10.1038/s41558-020-0818-9
Pagano, A. M., & Williams, T. M. (2021). Physiological consequences of Arctic sea ice loss on large marine carnivores: unique responses by polar bears and narwhals. The Journal
Image de bannière : Les oursons polaires sortent de leur tanière au printemps et se dirigent vers l’océan à la recherche de nourriture. Image offerte par l’USGS.
Article original: https://news.mongabay.com/2021/04/arctic-biodiversity-at-risk-as-world-overshoots-climate-planetary-boundary/