«On a longtemps pensé que la simple fonte de la glace allait permettre à la lumière de passer dans l'océan en grande quantité et que ça allait forcément favoriser la production primaire [d'algues microscopiques, le "phytoplanc"]. Mais on s'est aperçu avec le temps qu'il n'y avait pas assez de nutriments sous la glace pour que cela se produise», explique le biologiste de l'Université Laval Jean-Éric Tremblay, auteur principal d'une étude sur la question, publiée dans la Geophysical Research Letters et cosignée par une quinzaine d'autres chercheurs, notamment de l'UQAR et de l'INRS-ETE.

Les êtres vivants sont essentiellement tous faits des mêmes molécules, des mêmes «briques» de base, mais celles-ci ne se trouvent pas en quantité infinie dans l'environnement. Et il y en a toujours une «sorte de brique» qui vient à manquer en premier, que l'on appelle facteur limitant. En eau douce, par exemple, ce facteur limitant est typiquement le phosphore - d'où les «orgies» de cyanobactéries qui surviennent parfois quand on en rejette trop dans un lac.

En milieu marin, cependant, ce facteur limitant est plutôt l'azote (N), dont une partie provient des déjections animales (sous forme d'ammoniac NH4) et une autre (sous forme de nitrate NO3-) du fond de l'océan. Cependant, lesdites déjections font déjà partie du système et ne peuvent donc pas en relever le plafond. Seul le nitrate des profondeurs peut mettre de l'azote supplémentaire en circulation - et l'hypothèse la plus courante pour expliquer pourquoi le réchauffement ne menait pas à une vie plus abondante dans l'océan Arctique était que ces nitrates ne remontaient tout simplement pas.

La démonstration empirique, cependant, manquait encore. Pour la faire, M. Tremblay et son équipe ont examiné des séries de données prises par satellite sur la couverture de glace, la force et la direction des vents et sur la quantité de chlorophylle (le pigment qui permet aux plantes de capter l'énergie solaire pour produire du sucre) contenue dans la mer de Beaufort de 2002 à 2008. Puis ils ont complété ces informations avec des mesures prises sur place au sujet de la salinité de l'eau, sa teneur en divers nutriments et la présence d'organismes vivants.

Deux mécanismes

«Il y a deux mécanismes qui peuvent faire remonter les nutriments vers la surface, dit M. Tremblay. D'abord, il y a simplement un mélange à cause de la turbulence que le vent provoque à la surface de l'eau. Mais ça, ça ne fonctionne pas en Arctique parce que l'eau est trop stratifiée, il y a trop d'eau douce [moins dense que l'eau salée] à la surface qui empêche la couche de surface de se mélanger avec l'eau du fond.»

L'autre possibilité, poursuit le chercheur, est que le vent souffle du continent vers la mer. La «couche» d'eau de surface sera alors poussée vers le large, et comme l'eau a toujours tendance à s'«égaliser», il faudra bien que d'autre eau vienne compenser. Cette «autre eau», forcément, devra venir des profondeurs, apportant de grandes quantités de nutriments.

Or, en 2007 et 2008, les conditions ont été particulièrement favorables à ces «remontées d'eau» dans la mer de Beaufort, avec des glaces reculant loin au nord et des vents forts et bien orientés. «En 2007, les vents étaient tellement forts que l'eau remontait de 175 mètres de profondeur, alors que ça ne dépasse pas quelques dizaines de mètres habituellement», commen­te M. Tremblay

C'était donc une excellente occasion de vérifier l'«hypothèse du nitrate», en observant les effets d'un ajout massif de NO3- dans le milieu. Et les différents indicateurs analysés par son équipe ont montré une productivité globale de deux à six fois plus grande en 2007-2008 qu'autour de 2003. Dans le cas (extrême) d'un petit crustacé boréal nommé Canalus glacialis, qui se nourrit de phytoplancton, la multiplication allait même jusqu'à 33 fois dans certains secteurs.

Résultats surprenants

«On ne s'attendait pas à quelque chose d'aussi intense que ça, admet M. Tremblay. Mais 2007 et 2008 étaient vraiment des années exceptionnelles. Depuis, on a con­tinué de prendre des mesures, et cette productivité-là semble s'être installée de manière un peu plus durable, mais pas de façon aussi spectaculaire qu'en 2007. La couverture de glace baisse, mais les vents, eux, ne vont pas nécessairement dans le bon sens et les changements climatiques ne les feront peut-être pas évoluer dans le bon sens.»

Reste que, du moins dans cette région de l'Arctique, les bonnes conditions semblent vouloir persister, si bien que l'on peut penser que le «réseau alimentaire [deviendra] plus productif, c'est-à-dire que les baleines, les poissons qui se nourrissent du plancton risquent d'en profiter».