Pas de muguet en mai : offrez du phytoplancton !

Météo en débat

Le dernier bilan climatique de Météo France résume ce qui est devenu un de nos principaux sujets de conversation : après un hiver maussade, la France a connu cette année un printemps particulièrement agité, froid et peu ensoleillé. Les températures moyennes devraient être inférieures aux normales de plus de 2°C sur la majeure partie du pays, à l'exception du littoral méditerranéen. Les anomalies froides sont très marquées sur les températures maximales du Sud-Ouest au Nord-Est (de –2 à –4°C).

Les précipitations ont été généralement plus fréquentes que la normale sur la moitié sud du pays. Météo France indique également que « l'ensoleillement du printemps a été déficitaire sur toute la France, de manière très sensible sur un large quart nord-est où les déficits dépassent souvent 30 %. Sur ces régions, des records de faible ensoleillement des deux dernières décennies devraient être battus ».

Blé, colza, maïs… Le printemps froid et humide, le manqué de soleil affectent les rendements. Les agriculteurs font grise mine. C’est vrai aussi pour les horticulteurs. De manière générale, toutes les activités dites “météo-sensibles” (tourisme, bâtiment, agriculture), que certaines études évaluent à 25% du PIB, souffrent de la météo maussade.

A la surface de l’océan, le printemps est pourtant bien là…

Ce n’est pas un phénomène exceptionnel : le printemps est la période des floraisons d’algues à la sortie des estuaires des fleuves de l’océan Atlantique. La série d’images suivantes acquise par le satellite Terra entre fin avril et début mai 2013 l’illustre, avec de spectaculaires motifs de couleur bleue.

Extraits de deux images acquises par le capteur MODIS du satellite Terra. En haut, image acquise
le 4 mai 2013. En bas, image acquise le 24 avril 2013. La résolution de chaque image est d’environ
500 mètres. Un traitement a été appliqué par Planète Sciences Midi-Pyrénées pour rehausser le
contraste sur la mer. Crédit image : NASA / GSFC / MODIS Rapid Response

La couleur de l’eau : du plancton dans la marine

L’évolution des tourbillons dans l'eau est très bien visible sur la série d’images ci-dessous. Ailleurs, il y a bien quelques nuages. N'y faites pas trop attention : c'est bientôt fini et vous allez bientôt revoir ce disque jaune brillant qui en a surpris quelquies uns lundi matin... Evidemment, la couverture nuageuse en avril et mai (vous vous souvenez ?) ne m’a pas permis de montrer une séquence plus complète. Les images permettent néanmoins de comprendre pourquoi le phytoplancton et la couleur de l'eau, sont parfois utilisés comme marqueurs des courants de surface.

La couleur de l’eau est mesurée par les satellites avec des capteurs spécialisés comme MERIS sur le satellite Envisat (malheureusement tombé en panne en avril 2012), MODIS sur Aqua et Terra et GOCI sur COMS. Le principe : plusieurs bandes spectrales étroites dans la partie bleue du spectre lumineux.

Série de quatre images acquises par le capteur MODIS du satellite Terra. De gauche à droite et de
bas en haut, images acquises le 20 avril, le 24 avril, le 29 avril et le 4 mai 2013. Un traitement a
été appliqué par Planète Sciences Midi-Pyrénées pour rehausser le contraste sur la mer.
Crédit image : NASA / GSFC / MODIS Rapid Response

Floraison d'algues : c’est le bouquet…

Appelés Algal bloom en anglais, les efflorescences algales ont déjà fait l’objet de plusieurs articles sur le blog Un autre regard sur la Terre (un exemple ici). Ces phénomènes correspondent à l’augmentation relativement rapide de la concentration d’une ou plusieurs espèces de phytoplancton dans l’eau et se manifestant par une coloration ou une fluorescence de l’eau, bien visibles dans le sillage des navires ou sur les images des satellites observant la surface de l’eau.

Ces proliférations rapides apparaissent lorsqu’il y a de fortes concentrations d'éléments nutritifs dans l'eau douce ou l’eau de mer et des conditions favorables :

de la lumière,
une température suffisante,
des sels nutritifs en quantité suffisante, en particulier à la sortie des estuaires des fleuves là où les eaux sont abondamment chargées en éléments amenés depuis les bassins versants.

Pour les latitudes plus élevées, il faut attendre l’été pour que ces conditions soient réunies : le soleil du mois d’août et l’augmentation de la température de l’eau permettent ainsi ces floraisons spectaculaires au large de la Norvège ou de la Finlande. Vous trouverez un très bel exemple dans un autre article du blog Un autre regard sur la Terre.

Plancton, un arbre qui cache la forêt…

C’est peu connu mais le phytoplancton est le véritable poumon de la planète, bien plus important que les forêts… Les océans recouvrent les deux tiers de la surface de la Terre et contiennent de grandes quantités de plancton végétal. Grâce à la photosynthèse, le phytoplancton produit la moitié de l'oxygène que nous respirons : en présence de lumière, le gaz carbonique et l'eau produisent du glucide et de l'oxygène. La lumière, nécessaire à cette réaction chimique, est absorbée par les pigments photorécepteurs du plancton, parmi lesquels se trouve la chlorophylle. La température et la salinité interviennent également.

Si vous visitez régulièrement les sites proposant des images acquises par MODIS sur les satellites Aqua et Terre ou GOCI, ou encore l’archive des images MERIS sur le site MIRAVI de l’Agence Spatiale Européenne, vous trouverez assez facilement des images d’efflorescence algale. Quelques exemples sont donnés dans un album photo du blog Un autre regard sur la Terre.

Voici une autre image très récente acquise le 3 juin au sud-ouest de l’Irlande.

Image acquise par le capteur MODIS du satellite Terra le 3 juin 2013. La résolution de chaque image
est d’environ 500 mètres. Un traitement a été appliqué par Planète Sciences Midi-Pyrénées pour
rehausser le contraste sur la mer. Crédit image : NASA / GSFC / MODIS Rapid Response

En savoir plus :

D’autres articles sur les satellites et les océans et plus particulièrement les floraisons de phytoplancton.
Une page du blog Un autre regard sur la Terre sur le satellite Envisat.
Sur le site du CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique), les pages de la direction technique de l’INSU (Institut National des Sciences de l’Univers) et la description de la flottille côtière.
Sur le site de l’Ifremer, les pages pédagogiques sur l’aquaculture et celles sur les mollusques.
D'autres images spectaculaires de floraisons de phytoplancton vues de l'espace, sur le blog Un autre regard sur la Terre.
Des sites avec des images de couleur de l'eau :
- Sur le site de la NASA, les pages site « Near real time rapid response » avec les images MODIS des satellites Aqua et Terra.
- Sur le site de l’ESA, les pages MIRAVI avec l’archive des images MERIS du satellite européen Envisat (Note : ce site n'est malheureusement plus maintenu par l'ESA).
- Sur le site du KIOST (Korean Institute of Ocean Science and Technology), les pages du KOSC (Korean Ocean Satellite Center) avec les images du capteur GOCI sur le satellite coréen COMS.

Suggestions d’utilisations pédagogiques en classe :

Travail sur la synthèse chlorophyllienne et le phytoplancton, son rôle dans la chaîne alimentaire et la production d’oxygène.
Travail sur la filière ostréicole dans le bassin d'Arcachon. Impacts du développement touristique, du changement climatique, etc.

L’embarcadère de Lège Cap-Ferret le 11 mai 2013. Un peu de lumière pour la couleur
de l’eau, la nuit sous un ciel gris. Crédit image : Gédéon