3. 'Harmful Algal Blooms' ou efflorescences algales dangereuses

Quand apparaissent-elles ? Comment se développent-elles ?

Un des principaux objectifs des observations de blooms par télédétection est l'étude des cycles saisonniers de la biomasse phytoplanctonique dans différentes zones océaniques.

Dans de nombreuses régions, ces cycles se répètent chaque année, influencés par la progression saisonnière du soleil et par les propriétés physiques de la couche superficielle des océans (c'est-à-dire la densité de l'eau de mer, la constitution de l'eau et le mélange de particules en suspension dans l'eau). Ces propriétés sont elles-mêmes influencées par différents facteurs comme les régimes de vents et les courants marins.

Blooms phytoplanctoniques dans le sud de l'océan Atlantique.
Source: Jacques Descloitres, MODIS Rapid Response Team at NASA GSFC

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Au large de la côte est de l'Argentine, des blooms parsèment l'océan Atlantique. Cette image en vraies couleurs a été acquise le 10 février 2003 par l'instruments MODIS ('Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer') à bord du satellite Terra. On y voit une série de taches bleu-vert tourbillonnant dans les eaux au large de l'Argentine et indiquant la présence de quantités massives de plantes marines microscopiques appelées phytoplancton. Les tons de vert et de bleu proviennent de la réflexion du soleil par la chlorophylle contenue dans ces minuscules plantes, souvent unicellulaires.

Dans cette zone, des blooms ont régulièrement lieu à cause de la précence de ce que les océanographes appellent 'une zone de convergence', en d'autres mots, une zone où deux forts courants marins se rencontrent. Ici, il s'agit du courant du Brésil, un courant d'eaux chaudes et pauvres en nutriments qui se dirige vers le pôle en longeant la côte sud-américaine et du courant de Falkland qui voyage vers le Nord. Bien que le point exact de la rencontre entre les deux courants varie, la convergence se situe généralement autour des 39° de latitude Sud. La turbulence provoquée par la convergence des deux courants crée des zones d'upwelling et les eaux froides et riches en nutriments remontent depuis les profondeurs, favorisant l'apparition de blooms de phytoplancton.

L'évènement le plus important dans le cycle saisonnier de la plupart des écosystèmes marins est le bloom printanier (ou 'spring bloom'). La reproduction de nombreux organismes est programmée pour coïncider avec cet évènement. Les fluctuations de timing du bloom printanier d'une année à l'autre peuvent avoir des conséquences importantes pour les composants de l'écosystème autre que le phytoplancton.

La fabuleuse diversité des formes de phytoplancton est visible uniquement au microscope. Un trait commun à toutes les espèces de phytoplancton est la présence de chlorophylle, ce pigment vert actif dans la photosynthèse qui permet la conversion de l'énergie lumineuse en glucides.
Source: Smithsonian Environmental Research Center

Il existe deux facteurs principaux limitant la croissance du phytoplancton: l'ensoleillement et les nutriments. La dynamique d'un bloom phytoplanctonique sera liée à l'équilibre entre ces deux facteurs.

La photosynthèse ne peut pas avoir lieu sans lumière; quand la disponibilité de lumière diminue au cours des mois d'hiver, la croissance des algues va ralentir jusqu'à l'arrêt complet. Ceci est également vrai pour la disponibilité en nutriments. Le creux annuel de disponibilité de nutriments a lieu pendant les mois d'été et va provoquer une baisse de la croissance du phytoplancton en été.

Le cycle saisonnier de la croissance du phytoplancton peut dont être résumé comme suit:

Différences régionales

Aux latitudes élevées (froides et venteuses), le minimum hivernal est plus prononcé tandis que le minimum estival est moins marqué.

Aux basses latitudes (chaudes et moins venteuses), le minimum hivernal est moins prononcé ou même absent, tandis que le minimum estival est plus marqué.

Blooms subtropicaux dans les eaux au large de la Nouvelle-Zélande.
Source: NASA

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Cette image SeaWiFS ('Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor') acquise le 3 décembre 2004 montre des blooms phytoplanctoniques à l'est de la Nouvelle-Zélande, le long d'une zone caractéristique de la circulation océanique appelée front subtropical.

Dans l'océan Pacifique, les couleurs représentent les concentrations en chlorophylle (exprimées en milligrammes par mètre cube d'eau de mer). L'échelle de couleur va du bleu foncé, où peu ou pas du tout de chlorophylle n'a été détectée, jusqu'au jaune, où les concentrations en chlorophylle les plus élevées ont été enregistrées.

Le front subtropical est une zone de l'océan où les gradients de température et de salinité sont plus prononcés. Ces gradients influencent la croissance du phytoplancton qui, en retour, influence l'industrie de la pêche néo-zélandaise.

Développement général des efflorescences algales

La durée d'un bloom peut varier de quelques jours à plus d'un mois, en fonction des conditions environnementales.

L'étendue d'un bloom varie de quelques mètres à des dizaines de kilomètres. Lors d'une efflorescence, un litre d'eau peut contenir des millions d'algues !

Exemple d'un bloom à petite échelle: des conditions ensoleillées et calmes favorisent la croissance de phytoplancton dans le golfe de Finlande.
Photo: Ronja Addams-Moring / Wikimedia Commons