Chimiste spécialisée dans les océans,
je m'intéresse à la composition chimique
des océans, aujourd'hui et dans le passé.
J'étudie le passé
à travers les restes fossilisés de coraux des profondeurs.
Voici la photo de l'un d'eux.
On l'a trouvé près de l'Antarctique, à des kilomètres de profondeur.
Il est donc très différent des coraux
que vous avez peut-être eu la chance de voir un jour pendant vos vacances.
Par cette présentation, j'espère vous donner
une vision multidimensionelle des océans.
Bidimensionnelle, comme cette magnifique image
montrant la température de la surface de la mer.
L'utilisation d'un satellite lui donne une excellente résolution spatiale.
Les caractéristiques générales se comprennent facilement.
Vers l'équateur, il fait plus chaud parce qu'il y a plus de lumière du soleil.
Les régions polaires sont froides parce qu'il y a en a moins.
Ce qui permet à la calotte glaciaire de se former en Antarctique
et dans l'hémisphère Nord.
Si vous plongez très profond dans la mer, ou juste le bout de vos orteils,
vous savez qu'en descendant, l'eau est plus froide.
C'est principalement parce les eaux profondes qui remplissent les abysses
viennent des régions polaires où les eaux sont denses.
Si nous remontons le temps de 20 000 ans,
la Terre était bien différente.
Je vous montre ici un dessin de l'une des plus grandes différences
que vous auriez vues si vous étiez remontés aussi loin.
Les calottes étaient plus grandes,
recouvrant une bonne partie des terres et s'étendant sur les océans.
Le niveau de la mer était plus bas de 120 mètres.
Les taux de dioxyde de carbone étaient bien plus bas qu'aujourd'hui.
La température générale de la Terre était plus basse d'environ 3 à 5 °C,
et bien bien plus basse dans les régions polaires.
Avec certains de mes collègues,
nous essayons de comprendre
comment nous sommes passés des conditions climatiques fraiches
aux conditions chaudes que nous avons actuellement.
En étudiant le cœur des glaces,
nous avons appris que la transition ne se faisait pas en douceur,
comme on pourrait le penser vu la faible augmentation des radiations solaires.
Voilà comment nous le savons : en forant la glace,
on voit des bandes de glace annuelles, comme ici dans l'iceberg.
Ce sont ces couches bleues et blanches.
Les gaz sont pris dans les glaces, donc nous pouvons mesurer le CO2.
Ainsi, nous savons que le taux de CO2 était plus bas.
La chimie de la glace nous donne aussi la température
dans les régions polaires.
En avançant de 20 000 ans dans le temps pour arriver aujourd'hui,
vous verriez que la température a augmenté.
Elle n'a pas augmenté en douceur,
mais parfois très rapidement,
puis a stagné,
puis encore rapidement.
Le rythme était différent d'un pôle à l'autre.
Le CO2 a également augmenté par à-coups.
Nous croyons que l'océan n'y est pas étranger.
L'océan stocke d'énormes quantités de carbone,
environ 60 fois plus qu'il n'y en a dans l'atmosphère.
Il transporte également de la chaleur à travers l'équateur,
il est plein de nutriments, et contrôle la production primaire.
Si nous voulons découvrir ce qu'il se passe au fond des mers,
nous devons aller voir,
ce qui s'y trouve
et commencer à explorer.
Ceci est une séquence extraordinaire d'un montagne sous-marine
à 1km de profondeur et situé dans les eaux internationales
dans l'Atlantique équatorial, loin des côtes.
Vous êtes parmi les premiers au monde à voir cette partie de sol marin,
avec mes coéquipiers.
Il y a probablement de nouvelles espèces.
Peut-être.
Il faudrait prendre un échantillon et se lancer dans une taxonomie ardue.
Voilà de beaux coraux couleur pamplemousse.
Des ophiures vivent sur ces coraux.
Ce sont ces petits « tentacules » qui semblent sortir des coraux.
Il y a des coraux de différents types de carbonates de calcium
qui poussent sur le basalte de cette énorme montagne sous-marine.
Et les trucs foncés, ce sont des coraux fossilisés.
Nous allons en parler un peu plus
en remontant dans le temps.
Pour ce faire, nous affrétons un bateau de recherche.
Voici le James Cook amarré à Ténérife,
un bateau utilisé pour la recherche sur les océans.
Pas mal, non ?
Idéal pour les marins d'eau douce.
La réalité ressemble parfois plutôt à cela.
Là nous nous assurons de ne pas perdre de précieux échantillons.
Tout le monde s'affaire, et j'ai un terrible mal de mer,
ce n'est pas toujours très drôle, mais dans l'ensemble ça l'est.
Nous avons dû devenir de bons cartographes.
Des coraux aussi fabuleux se trouvent rarement en abondance.
On est susceptible d'en trouver partout en eaux profondes,
mais il faut dénicher les bons endroits.
Vous venez de voir une carte avec notre itinéraire de l'an dernier
mis en évidence.
C'était un voyage de sept semaines,
et voici, nos propres cartes
représentant 75 000 km² de fonds marins
c'est juste une toute petite parcelle.
Nous nous déplaçons d'ouest en est,
au-dessus de zones qui sembleraient banales vues à grande échelle, mais,
en réalité, certaines de ces montagnes sont aussi hautes que l'Everest.
Avec les cartes réalisées à bord,
nous avons une résolution d'environ 100 mètres,
assez pour choisir des endroits où déployer notre équipement,
mais pas assez pour voir beaucoup.
Pour ce faire, nous devons piloter des robots à distance
à environ 5 mètres au-dessus du sol.
En procédant ainsi, nous pouvons obtenir des cartes
avec une résolution d'un mètre.
Voici l'un de ces robots téléguidés
que l'on utilise pour la recherche.
Sur le dessus, vous voyez une rangée de gros spots.
Il y a des caméras haute-définition, des bras articulés,
et de nombreuses petites boîtes pour mettre les prélèvements.
Voici notre première plongée lors de ce voyage,
au cœur de l'océan.
Nous nous dépêchons pour être sûrs
que nos robots ne soient pas dérangés.
En descendant,
voilà ce que nous voyons.
Ce sont des éponges Phylum Porifera, larges d'un mètre.
C'est un concombre de mer, une petite limace de mer si on veut.
Ici au ralenti.
La plupart des extraits ici sont accélérés,
parce qu'il faut beaucoup de temps.
En voilà un autre beau spécimen.
L'animal que vous aller voir arriver était une belle surprise.
Je n'avais jamais rien vu de tel, et nous avons tous été surpris.
Nous avions travaillé 15 heures, nous avions la gâchette facile,
et tout à coup, ce montre des mers géant nous dépasse en roulant.
C'est un pyrosome, ou une colonie de Tuniciers.
Ce n'était pas ce que nous cherchions.
Nous cherchions des coraux des profondeurs.
Dans un instant, vous allez en voir une photo.
C'est tout petit, à peine 5 cm de haut.
Il est fait de carbonate de calcium, vous voyez ses tentacules
agités par les courants.
Un organisme comme celui-ci vit probablement une centaine d'années.
En grandissant, il absorbe des substances chimiques dans l'océan.
Et ces substances ainsi que leur taux
dépendent de la température et du pH de l'eau,
et des nutriments.
Comprendre comment ces substances entrent dans le squelette
nous permet ensuite de retourner à nos fossiles
et de reconstituer l'océan tel qu'il était auparavant.
Ici, nous ramassons ce corail avec un système d'aspiration
et nous mettons ce prélèvement dans une boîte.
Nous pouvons le faire très délicatement.
Certains de ces organismes vivent encore plus longtemps.
Voilà un Leiopathes, un corail noir, photographié par mon collègue
Brendan Roark, à 500 mètres au large des côtes d'Hawaii.
4 000 ans c'est long.
Si nous prenons un rameau et le polissons,
nous parlons là d'une centaine de microns.
Brendan a analysé ce corail,
vous voyez les marques,
et il a pu démontrer que ce sont des bandes annuelles,
même à 500 mètres de profondeur dans l'océan,
les coraux peuvent enregistrer les changements de saison,
ce qui est inouï.
Mais il faut plus de 4 000 ans pour nous ramener à la dernière ère glaciaire.
Alors que faisons-nous ?
Nous partons à la recherche de ces fossiles.
Voilà ce qui fait vraiment pester mon équipe.
Sur notre chemin,
il y a des requins partout,
des pyrosomes, des concombres de mer,
et des éponges géantes.
Mais nous descendons tous chercher des fossiles dans ces zones
et passons des heures à pelleter le sol autour de nous.
Nous ramassons ces coraux, les ramenons et nous les classons.
Chacun d'entre eux a un âge différent.
Si nous réussissons à savoir leur âge,
nous pouvons mesurer les signaux chimiques
pour nous aider à comprendre
ce qu'il s'est passé dans l'océan par le passé.
A gauche,
j'ai découpé un corail et l'ai poli avec attention,
et j'en ai fait une image optique.
Sur la droite,
nous avons pris le même fragment, l'avons mis dans un réacteur nucléaire,
produit une fission,
et, à chaque décroissance,
vous la voyez marquée dans le corail
ainsi, nous voyons la répartition d'uranium.
Pourquoi faisons-nous cela ?
L'uranium est un élément mal considéré,
mais je l'aime beaucoup.
La décroissance nous aide à trouver les taux et les dates
de ce qu'il s'est passé dans l'océan.
Et rappelez-vous mon introduction,
c'est ce que nous cherchons lorsque nous pensons au climat.
Nous utilisons un laser pour analyser l'uranium
et l'un de ses éléments dérivés, le polonium 216, de ces coraux.
Ce qui nous permet de savoir l'âge exact de ces fossiles.
Cette superbe animation de l'Océan Antarctique
illustre comment nous utilisons ces coraux
pour obtenir les plus vieux feedbacks de l'océan.
Voici la densité de l'eau à la surface
animée par Ryan Abernathey.
Il n'y a qu'une année de données,
mais vous pouvez voir la dynamique de l'océan.
Le mélange intense, particulièrement dans le détroit de Drake,
ici dans l'encadré, figure parmi
les plus puissants courants
qui passent par là, circulant d'ouest en est.
Le mélange est très agité,
parce qu'il bouge au-dessus de ces sommets sous-marins,
ce qui permet au CO2 et à la chaleur d'entrer dans l'atmosphère et d'en sortir.
En résumé, les océans respirent à travers l'Océan Antarctique.
Nous avons ramassé des coraux de chaque côté de ce passage,
et la datation à l'uranium a révélé quelque chose de surprenant :
les coraux ont migré du sud au nord
pendant la transition entre le glaciaire et l'interglaciaire.
Les raisons nous échappent,
mais elles pourraient venir des ressources en nourriture
et peut-être du taux d'oxygène dans l'eau.
Voilà.
Je vais illustrer ce que je pense avoir compris sur le climat
à partir de ces coraux de l'Antarctique.
Nous avons visité des montagnes sous-marines,
ramassé des coraux fossilisés, c'est mon illustration.
Nous pensons qu'à l'ère glaciaire,
d'après nos analyses des coraux,
les profondeurs de l'Océan Antarctique étaient riches en carbone,
et que la couche supérieure était peu dense.
Ainsi, le dioxyde de carbone ne pouvait pas sortir de l'océan.
Nous avons ensuite trouvé des coraux d'un âge intermédiaire,
selon lesquels l'océan se serait mélangé pendant cette transition climatique.
Ce qui a permis au carbone de sortir des profondeurs de l'océan.
En analysant les coraux plus récents,
ou si nous plongeons et mesurons
les propriétés chimiques des coraux,
nous voyons un changement, et le carbone peut entrer et sortir.
Les coraux fossilisés peuvent servir
à nous informer sur l'environnement.
J'aimerais vous laisser avec ceci :
un extrait de ce que nous avons tourné et que je vous ai montré tout à l'heure.
Il s'agit d'un jardin de corail fabuleux.
Nous n'espérions même pas à en trouver d'aussi beaux.
Il est à des milliers de mètres de profondeur.
Il y a de nouvelles espèces.
C'est un endroit incroyable.
Il y a également des fossiles.
Et je viens de vous montrer
comment apprécier les fossiles que nous trouvons.
La prochaine fois que vous aurez la chance
de survoler l'océan ou de naviguer,
dites-vous que, plus bas, il y a des montagnes gigantesques,
que personne n'a même encore vues,
et qu'il y a des coraux magnifiques.
Merci.
(Applaudissements)