Qu’est-ce que l’Upwelling Côtier et Pourquoi est-il important ?

Écrit par: Jenna Quan

Imaginez ceci: En franchissant les portes de la Grande Salle du Laboratoire marin Bodega, vous êtes immédiatement accueilli avec une vue spectaculaire sur l’océan à travers les portes vitrées du couloir. Vous marchez pour avoir une meilleure vue sur les vagues qui s’écrasent sur les falaises rocheuses de la réserve, ouvrez les portes et p pow! Un coup de vent puissant se précipite immédiatement pour vous saluer. Ces vents forts au printemps sont l’une des caractéristiques les plus emblématiques de Bodega Bay et du reste de la côte nord de la Californie – ils sont également le principal moteur d’un phénomène connu sous le nom de remontée des eaux côtières.

L’upwelling côtier est le processus par lequel des vents forts soufflent sur les côtes des continents et, en conjonction avec la rotation de la terre, poussent les eaux de surface vers le large. L’eau des profondeurs de l’océan est ensuite remontée – ou remontée – à la surface pour prendre sa place. L’upwelling côtier est étroitement lié au climat et à l’économie de la Californie; c’est la cause du temps brumeux de la région, de la pêche robuste et même du vin savoureux!

L’intensité des remontées d’eau le long de la côte ouest de l’Amérique du Nord est variable en raison des différences dans les conditions environnementales et océanographiques, et le nord de la Californie abrite les remontées d’eau les plus intenses. Le courant californien, qui encapsule Bodega Bay, est l’un des quatre principaux écosystèmes provoqués par les remontées d’eau dans le monde – les opportunités de recherche intéressantes et uniques créées par cette caractéristique de la région sont l’une des choses qui ont fait du Bodega Marine Laboratory un aimant pour les chercheurs depuis plus de 50 ans.

Pourquoi l’Upwelling côtier est-il important?

Ainsi, les eaux de surface sont poussées vers le large et remplacées par des eaux de fond – pourquoi cela importe-t-il? Bien qu’au début, il puisse sembler que toute l’eau de mer est la même, l’eau des profondeurs est en fait très différente en température, en teneur en nutriments et en composition chimique de celle des eaux de surface. L’eau de fond a tendance à être plus froide en raison d’un manque de lumière solaire, plus riche en nutriments en raison de la décomposition de la matière organique décantée, et plus acide et moins oxygénée. Lorsque cette eau est remontée à la surface et exposée au soleil, les nutriments qu’elle contient contribuent à alimenter un écosystème alimenté par une production primaire élevée.

Cette augmentation de l’abondance des organismes au niveau le plus bas du réseau trophique marin permet aux consommateurs situés plus haut dans le réseau trophique d’obtenir la nourriture et l’énergie dont ils ont besoin pour prospérer. C’est la raison des grandes populations de mammifères marins et d’oiseaux marins, ainsi que de l’abondance de la pêche dans cette région. En fait, les impacts de la production primaire sur le reste de la communauté sont démontrés de manière plus claire pendant les années où les remontées d’eaux se produisent à faible taux et entraînent une augmentation des taux de mortalité des oiseaux de mer et des autres grands consommateurs en raison du manque de nourriture dans l’écosystème.

Changement climatique & Écosystèmes ascendants

De nombreuses recherches sont en cours au Laboratoire marin de Bodega pour déterminer les effets que le changement climatique aura sur les écosystèmes marins, en s’attaquant spécifiquement aux principales menaces sous forme d’augmentation de la température de l’eau et d’acidification des océans. L’acidification des océans fait référence au processus par lequel le dioxyde de carbone atmosphérique est dissous dans l’océan, provoquant une augmentation de l’acidité de l’océan. Ce changement dans la chimie de l’eau de mer a divers impacts néfastes sur la vie marine, tels que la réduction de la qualité des coquilles dures des organismes, la modification de la capacité des individus à communiquer entre eux et à réagir aux signaux des prédateurs, et d’autres éléments que les chercheurs étudient activement.

Rappelons d’en haut que l’une des caractéristiques de l’eau remontée des eaux est qu’elle est plus acide que l’eau de surface qu’elle remplace. Par conséquent, les populations d’organismes qui ont évolué dans des écosystèmes qui subissent une remontée constante des eaux, comme Bodega Bay, ont été historiquement exposées à des eaux plus acides que les populations dans des écosystèmes où la remontée des eaux est faible ou absente. Cela soulève la question de savoir si les populations des régions où l’upwelling est plus fort ont évolué de manière différente dans leur tolérance à l’acidité et, dans l’affirmative, les populations de ces régions auront-elles plus ou moins de succès face à l’acidification des océans?

Des recherches sont en cours pour répondre à ces questions par le Dr. Dan Swezey, collaborateur au sein du Groupe de recherche sur l’acidification des océans Bodega. Ses travaux sur les populations d’ormeaux rouges ont montré que les ormeaux rouges provenant de fortes populations de remontées d’eau (nord de la Californie) sont plus tolérants aux eaux acides que ceux provenant de populations de remontées d’eau plus faibles (sud de la Californie), une découverte importante qui pourrait aider l’industrie de l’aquaculture d’ormeaux à stocker ces installations d’élevage d’ormeaux ailleurs avec des adultes reproducteurs plus résilients.

Les chercheurs de l’UC Davis continuent de mener des recherches visant à mieux comprendre les causes et les effets de l’upwelling côtier:

Larves robotiques

De nombreuses espèces côtières, tant des vertébrés comme les poissons que des invertébrés comme les crabes, commencent leur vie en éclosant d’un œuf et en passant par un stade larvaire au cours duquel elles sont très petites et vulnérables à être transportées loin des habitats appropriés par les mouvements de l’eau. Le laboratoire Morgan s’est concentré sur la compréhension de la façon dont le mouvement des eaux de surface dû à la remontée des eaux côtières influence les schémas de distribution larvaire des différentes espèces côtières. La distance que les larves se séparent de leurs populations parentales est spécifique à l’espèce et peut être suivie en déployant de nouvelles larves robotiques qui simulent les modèles de nage verticale des organismes et servent de test expérimental sur le terrain de la façon dont les larves pourraient réguler la distance à laquelle elles sont transportées.

Médecine légale des coquillages

Veronica Vriesman, étudiante diplômée au Laboratoire sur le climat océanique, a combiné des techniques de recherche biologiques et géologiques pour étudier les effets de la remontée des eaux côtières sur la croissance des coquilles de moules. Les moules sont des « ingénieurs de l’écosystème » qui créent un espace d’habitat permettant à de nombreuses autres espèces de prospérer sur la côte; par conséquent, l’influence des remontées d’eau sur la santé des moules peut indiquer comment toute la communauté est influencée par les remontées d’eau. Veronica compare les modèles de structure de la coquille des moules au cours des dernières décennies pour comprendre les effets de la remontée des eaux sur la capacité d’adaptation des moules à leurs environnements changeants.

Précédent & Suivi continu

Projets antérieurs, tels que le projet NSF WEST dirigé par le Dr. John Largier, a utilisé la modélisation de l’échantillonnage physique et biologique & pour faire des progrès dans la compréhension de la nature fondamentale des mécanismes d’upwelling. Ces projets antérieurs ont fourni des informations cruciales telles que les effets d’un vent trop fort, d’un vent interrompu, etc. sur le processus de remontée des eaux. Maintenant, BML abrite le nœud d’observation de l’océan Bodega (BOON) qui surveille en permanence les conditions côtières associées aux remontées d’eaux telles que la température de l’eau de mer, la salinité, l’oxygène dissous, la chlorophylle du phytoplancton, la vitesse et la direction du vent, les courants marins et les vagues, etc. Ces données sont très importantes car elles permettent aux chercheurs de suivre les remontées d’eau au fil du temps et d’étudier comment ces conditions côtières affectent les organismes et les communautés dans leur ensemble sur la côte nord de la Californie.

Scientifiques contributeurs:

Merci aux chercheurs du Laboratoire Marin Bodega qui ont partagé leurs connaissances et leur expertise pour rendre cet article possible.

Rencontrez l’Auteur: Jenna Quan

Jenna Quan est une étudiante de quatrième année de premier cycle spécialisée en évolution, écologie et biodiversité et mineure en éducation. Elle a une passion pour l’écologie et la biologie, en particulier dans les systèmes marins. Après l’obtention de son diplôme, elle espère poursuivre un doctorat en écologie et poursuivre ses études universitaires. Quand Jenna ne travaille pas sur des projets de recherche chez BML ou dans un laboratoire de génétique, elle co-dirige l’équipe de danse UC Davis et travaille sur ses projets de tricot!