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Lauréate

Rachel Hussherr

Université Laval

Rachel Hussherr

La lauréate est biologiste, récemment diplômée de l’Université Laval. Elle s'est spécialisée en océanographie et en biologie marine dans le cadre d'une maîtrise réalisée au laboratoire de biogéochimie océanique du professeur Maurice Levasseur à Québec. D’origine française, Rachel Hussherr a grandi en Alsace et elle a précédemment complété un baccalauréat en biologie, à l’Université de Lausanne en Suisse. Elle passe cependant sa troisième année de baccalauréat en échange universitaire à Québec. Ce n’est qu’en troisième année de baccalauréat que Rachel découvre la possibilité d’allier écriture et sciences à l’occasion d’un cours de communication scientifique. C’est à cette époque d’ailleurs qu’elle écrit ses tout premiers articles journalistiques, notamment dans Impact Campus, le journal des étudiants et des étudiantes de l’Université Laval.

Changements climatiques : le baromètre arctique

Considéré par de nombreux scientifiques comme le « baromètre de la planète », l’Arctique est une région clé pour comprendre les transformations du climat actuel. Espèces en péril, fonte de la banquise, réchauffement, modification de la circulation océanique, acidification de l’eau... pas un de ces effets ne manquent à l’appel. Pour documenter la situation, des océanographes de l’Université Laval ont mis le cap vers le Nord. Un de leurs projets, mené en océan Arctique entre 2015 et 2017, baptisé projet Arctcid, s’est penché sur deux perturbations environnementales particulièrement frappantes dans cette région polaire, l’acidification océanique et le réchauffement atmosphérique.

Un cocktail de choc

Dépeinte par certains médias comme « la sœur jumelle diabolique du réchauffement climatique », l’acidification océanique est une conséquence peu connue de nos émissions de gaz à effet de serre. En plus de provoquer une hausse de la température de l’atmosphère, ces gaz, du dioxyde de carbone (CO2) principalement, sont prompts à se dissoudre dans les océans. En passant de l’air à l’eau, le CO2 se transforme en acide carbonique, ce qui provoque la baisse du pH océanique. Le pH est une mesure qui donne un aperçu de l’acidité d’un liquide. Par exemple, le jus de citron a un pH acide qui se situe autour de deux. Le pH moyen des océans est, lui, légèrement basique, autour de huit.

Du côté de l’acidification comme du réchauffement, l’Arctique, encore une fois, n’est pas gâté. Cette région se réchauffe en moyenne 3 fois plus rapidement que le reste du globe. La température moyenne y a augmenté de 1,9˙C depuis le début des années 1980, contre 0.85˙C dans le reste du globe. Cette hausse provoque une fonte importante de la banquise. Comme elle s’amincit, les régimes de lumière sous la glace se modifient, et les nombreux organismes, animaux comme végétaux en subissent les contrecoups. De plus, l’acidification en Arctique est plus importante que dans les eaux tempérées, car le CO2 se dissout aisément dans les eaux froides. Selon certains modèles, une baisse de 0.5 unité de pH pourrait être atteinte d’ici à l’an 2100. Cette décimale parait dérisoire, mais c’est tout un bouleversement pour les organismes marins qui connaissent la stabilité depuis plusieurs milliers d’années.

L’énigme des interactions

Même si ces effets des bouleversements du climat sont maintenant assez bien connus des scientifiques, l’interaction qu’ils ont entre eux demeure une incertitude de taille. C’est un enjeu crucial des recherches actuelles dans le Grand Nord. Tous ces symptômes des changements climatiques vont-ils s’additionner, s’annuler? Comment vont-ils se combiner pour remodeler l’écosystème arctique? Malheureusement, il n’existe aucune réponse simple; chaque écosystème étant le résultat de milliers, voire de millions d’interactions entre un environnement et les espèces animales et végétales qui le composent.

Petit organisme, grande influence

Le phytoplancton, soit l’ensemble des végétaux microscopiques qui vivent en suspension dans l’eau, est central à l’écosystème de l’océan Arctique, car il est à la base de la chaine alimentaire. Il est aussi responsable de la fabrication de plusieurs gaz jouant un rôle dans l’atmosphère, comme le peu connu diméthylsulfure (DMS). Derrière ce nom compliqué se cache un gaz omniprésent dans les océans, puisqu’il représente 80% des émissions de soufre d’origine biologique émises vers l’atmosphère. Là, il contribue à la formation des nuages. Pour cette raison, on dit que le DMS est un gaz qui pourrait « contrer le réchauffement climatique ». Comment? Les nuages augmentent l’albédo terrestre, une mesure qui reflète la capacité de l’atmosphère à renvoyer les rayons du soleil vers l’espace. En favorisant la création des nuages, le DMS augmente l’albédo et permet indirectement de diminuer la température terrestre.

De la théorie à l’expérience

C’est sur ce gaz produit par le phytoplancton que se concentre particulièrement notre laboratoire. Pendant l’été 2015, plusieurs d’entre nous ont pris la mer à bord du brise-glace scientifique NGCC Amundsen, cap vers le Nord, pour un projet qui nous a occupés pendant plus de deux ans. Le but de notre mission : chercher à savoir si les changements de lumière dans l’eau, induits par le réchauffement, se combinent à l’acidification océanique pour influencer le développement du phytoplancton et le gaz DMS qu’il produit. Cette question est la pierre angulaire du projet Arctcid.

Pour tenter d’y répondre, nous avons mené à bord du navire une expérience de dix jours pendant laquelle nous avons volontairement abaissé le pH et l’apport en lumière dans plusieurs sacs transparents remplis d’eau arctique. De nombreuses mesures ont ensuite permis de surveiller l’impact de ces « stresseurs » (l’acidification et le changement de lumière) sur le phytoplancton contenu dans l’eau prélevée. En particulier, deux instruments se sont retrouvés au centre de nos mesures. Georges, un « chromatographe en phase gazeuse » de douze ans, véritable vétéran dans son domaine, a déterminé les quantités du gaz DMS contenu dans l’eau. Nabuchodonosor, pour sa part, est un « spectrophotomètre » qui a permis de mesurer le pH de l’eau.

Après cette péripétie polaire, les mois de préparation qui l’ont précédée, puis les mois d’analyses, d’interprétations et de discussion entre scientifiques qui ont suivi, nait un article scientifique publié en mai 2017. De façon inattendue, cette étude a montré que les changements de lumière n’ont eu aucun effet sur le phytoplancton, dont la lumière est pourtant un élément essentiel à son développement. En revanche, l’acidification océanique a provoqué la diminution de DMS. De même, le phytoplancton s’est développé avec difficulté quand le pH diminuait. Ces résultats sont venus valider ceux de plusieurs autres études effectuées aux quatre coins du globe. Dans un futur affecté par l’acidification océanique, la quantité de DMS relâchée de l’océan vers l’atmosphère va probablement diminuer. Cela amplifiera-t-il le réchauffement de la région et la fonte de la banquise? D’autres facteurs viendront-ils nuancer les conclusions de cette expérience? Affaire à suivre!

Amundsen
Photographie prise en août 2015 lors du voyage scientifique en Arctique à bord du brise-glace NGCC Amundsen. Le pont avant du bateau, visible sur cette photo, fut le principal lieu d’expérience du projet Arctcid.  Crédtis : Rachel Hussherr