Les nanoparticules - telles que le plastique, le dioxyde de titane et la suie - sont largement libérées par les activités humaines. Les chercheurs pensent qu’elles sont plus susceptibles que les microparticules d’avoir un impact négatif sur la vie marine, en particulier sur le plancton, ainsi que sur le mouvement de la matière entre les organismes.
Il n’existe actuellement aucune donnée sur les nanoparticules anthropogéniques (ANP) dans l’océan Austral, alors qu’elles seraient plus susceptibles de s’y accumuler et de s’y concentrer que dans l’océan Arctique en raison du courant circumpolaire antarctique (ACC).

À bord du Commandant Charcot, l’équipe de NANO(south)GATE a collecté de la glace de mer, de la neige, des sédiments, des particules organiques et de l’eau de mer à l’aide de pompes, de carottiers de glace, de réservoirs à neige et de collecteurs de neige marine. Ces échantillons ont été stockés et transportés au laboratoire de Takuvik où ils ont été analysés afin de détecter, d’identifier et de caractériser la taille, la forme et la source des nanoparticules anthropiques.

Ce projet répond au besoin urgent de documenter la présence, la distribution, le mouvement et les effets des ANP ainsi que leur impact sur les organismes vivants et le réseau alimentaire.

Les baleines jouent un rôle important dans la régulation de la chaîne alimentaire océanique et dans le maintien de la circulation des nutriments essentiels à travers l’océan. Autrefois presque exterminées par la chasse, leurs populations commencent désormais à se rétablir.

Ces baleines se nourrissent de krill. Élément vital de la chaîne alimentaire marine, le krill est également récolté par les humains pour être utilisé dans l’élevage du saumon, l’alimentation animale et comme compléments alimentaires à base d’huile de poisson.

Etudier l’alimentation des baleines est donc primordial pour contribuer à une gestion plus durable de cette ressource essentielle à leur survie.

La mission des scientifiques à bord à bord du Commandant Charcot a permis aux scientifiques d’enregistrer des données importantes sur l’abondance et la distribution des populations de baleines. Ces informations participent notamment à la définition de quotas de pêche au plancton dans ces zones.

Étude publiée dans Frontiers in Marine Science et Marine Mammal Science.

La mesure de la pression au fond des océans permet aux chercheurs de mieux comprendre les changements environnementaux qui se produisent en Arctique, tels que la circulation océanique et l’élévation du niveau de la mer.
Pour recueillir ces données, l’équipe a déployé à bord du Commandant Charcot un instrument appelé Arctic Bottom Pressure Recorder - Follow On (ABPR-FO), qui mesure la pression à une profondeur de 4,2 km toutes les 15 minutes pendant cinq ans.

Chaque année, l’équipe retourne sur place pour récupérer une année complète de données. Le transducteur acoustique du système permet de transférer les données à la surface de l’océan, sans qu’il soit nécessaire de récupérer l’instrument à travers la glace de mer.

Ces nouvelles données viennent s’ajouter aux dix années d’enregistrements continus (2005-2015) et mettent fin à une interruption de plusieurs années des observations OBP au pôle Nord.

Elles sont également utilisées pour valider, vérifier au sol et améliorer les observations du satellite GRACE-FO (Gravity Recovery and Climate Experiment - Follow On), en orbite depuis 2018.

Étude publiée dans Marine Technology Society Journal.

L’Arctique est l’une des régions de la planète qui se réchauffe le plus rapidement. Ce phénomène entraîne la fonte de la glace de mer, la désoxygénation et l’acidification des océans, ce qui a un impact considérable sur l’ensemble de la chaîne alimentaire. La désoxygénation des océans est considérée comme un problème si important que l’UNESCO a lancé un programme dédié dans le cadre la Décennie de l’océan (2021-2030).

Ce projet vise à mieux comprendre les effets du changement climatique et de la pollution en Arctique. L’équipe de chercheurs a mesuré la salinité, la température et l’oxygène dissous dans les couches superficielles de l’eau, prélevé des échantillons à l’aide d’une rosette CTD-Niskin et collecté des microplastiques. Ils ont également utilisé un nouveau système d’imagerie sous-marine autonome appelé Underwater Vision Profiler 6 (UVP6) pour prendre des images haute résolution du zooplancton afin d’étudier les schémas de distribution.

Ces mesures contribuent aux programmes soutenus par la Décennie des Nations unies : GOOD (Global Ocean Oxygen Decade), OARS (Ocean Acidification Research for Sustainability), et ceux du Système mondial d’observation de l’océan (GOOS, qui se concentre sur les déchets marins dans le cadre du Système intégré d’observation des débris marins, IMDOS).

La banquise est un marqueur du changement climatique et de son réchauffement. Prendre des données régulières sur son épaisseur, et de ses mouvements permet d'alimenter les modèles prédictifs d'évolution du climat, et mesurer l'efficacité politiques de réduction des gaz à effet de serre. Christian Haas et son équipe (Institut Alfred Wegener, Allemagne) étudient la diminution de la couverture de la banquise de l’Arctique. Tout au long de cette croisière exceptionnelle traversant l'Arctique de l'Alaska jusqu'en Norvège, ils ont prélevé des échantillons de glace, et ont pu mesurer en temps réel l’épaisseur de la glace.

Nouvelle arrivée à bord, l’antenne SIMS a été suspendue à 6-8 m devant le navire . Son capteur électromagnétique couplé à un doppler acoustique permet de mesurer en continu l'épaisseur de la glace. Les données sont visualisables en temps réel et téléchargeables par la suite via le réseau DSHIP.

Des bouées emprisonnées dans la banquise avec un traceur GPS et des capteurs envoient en temps réel des données pour étudier le parcours des glaces et donc des courants, mesurer l’épaisseur de la glace et mesurer la pression atmosphérique. Et de là en tirer des modèles prédictifs sur la météo et le climat.

Les océans absorbent 1/3 des émissions de CO2 d'origine anthropique et les hautes latitudes comme la région arctique absorbent beaucoup de CO2. Un des effets secondaires du stockage de CO2 est l'acidification des océans, le pH décroit et le stress sur les écosystèmes va jusqu'à causer la mort de certaines espèces. Avant la révolution industrielle , la concentration en CO2 dans l'atmosphère était de 280 parts par millions, il y a 20 ans à 380 et les relevés au cours de la croisière étaient à 420.

L'objectif de cette étude est de connaitre les capacités de stockage en CO2 de l'océan Arctique, la quantité absorbée et où va-t-elle. La collecte des échantillons d'eaux de mer permet d' analyser leur teneur en carbone d'origine non-organique.

La vitamine B12 nécessaire aux organismes vivants est synthétisée par une bactérie. Elle est absorbée par des microalgues et se retrouve à tous les niveaux de la chaine alimentaire jusqu’aux ours polaires ou aux humains. Parfois certaines microalgues peuvent devenir toxique lors des leurs floraisons et empoisonner toute la chaine alimentaire jusqu’aux humains, et devenir un problème de santé publique.

L’objectif de cette mission est de mesurer la présence de la vitamine B12 dans l’eau et dans le phytoplancton afin d’établir le lien entre la toxicité des cellules de microalgues et la vitamine. Pour cela la pompe péristaltique ainsi que des filets permettent de prélever l’eau à 10 mètres de profondeur sans abimer les cellules des algues.

Les micro-organismes jouent un rôle fonctionnel sur l’environnement et sont liées au changement climatique. Ils interviennent dans la réverbération de l’Albedo ou sur celle de la course du soleil autour de l’Arctique. Ils peuvent aussi métaboliser des gaz à effet de serre comme le CO2, le méthane, les sulfides, qui auront ainsi un pouvoir plus ou moins réchauffant. Mais avec le changement climatique, la répartition géographique de ces micro-organismes change.

Cette mission permet de mesurer les flux des bactéries afin de les incorporer dans les modèles prédictifs du changement climatique, ce qui n’existait pas il y a une dizaine d’années. Les prélèvements d’air en Arctique sont ensuite concentrés sur des filtres en papier, qui permettent de pourvoir analyser l’ADN environnemental afin de comprendre quel type de micro-organisme est là.