CEP&S - Changements Environnementaux Planétaires et Sociétés

trace-metal Elements, climatic Perturbations, Upwelling and REsources – ÉPURE

Éléments trace métalliques, Pollution Upwelling et Ressources

Les modifications complexes des upwellings (remontées d'eau profondes), induites par les changements climatiques, ont un effet, actuellement mal connu, sur les courants côtiers. Dans la région qui fait l'objet de notre cas d'étude, certains éléments peuvent accréditer l’idée d’un renforcement local de la contamination par les éléments trace métalliques (ETM) lié aux changements climatiques

Des enjeux majeurs, des objectifs concrets

L’approvisionnement des populations en protéines d’origine marine représente un enjeu majeur. Dans ce contexte, la plus grande partie des captures provient du plateau continental Référence du formulaire : ANR-FORM-110425-01-01 (profondeurs < 200 m) et des zones d’upwelling (remontées d’eaux profondes riches en éléments nutritifs). Ces zones particulièrement riches sont également fortement anthropisées et sous la menace de pollutions d'origine terrestre et des changements globaux qui peuvent agir par potentialisation des impacts des contaminants au travers des modifications apportées à la dynamique des upwellings. Les éléments trace métalliques (ETM), en particulier, s'accumulent dans la chaîne alimentaire aquatique, chez les mollusques et les poissons puis passent chez les consommateurs finaux comme les oiseaux et l'homme. Des éléments comme, le cadmium qui est considéré comme toxique pour les animaux et l'homme présentent une distribution similaire à celle des nutriments majeurs comme les nitrates et les phosphates, et leur cycle dans l'océan est contrôlé par l'activité biologique. EPURE se propose de contribuer à ces études par l'analyse concertée du cas d'étude de la zone d'upwelling marocain où il existe un risque de transmission de micro-contaminants depuis le milieu marin vers la filière pêche, avec un risque de potentialisation importante induite par les changements environnementaux. Ce cas d'étude revêt une valeur particulière car la zone de l’écosystème du Courant des Canaries représente un potentiel halieutique considérable dont la production est fortement exportée vers les pays de la communauté européenne.

Cette étude met en jeu une approche pluridisciplinaire et l’intervention de laboratoires spécialisés en modélisation physique et bio-géochimique (LPO, UBO/CNRS/IRD/Ifremer), en transport et relargage du sédiment (LDO, UBO/CNRS), en écologie et analyse des transferts des contaminants dans la chaîne alimentaire (LEMAR, UBO/CNRS/IRD/Ifremer), en suivi et cartographie des activités halieutiques (INRH) et enfin en analyse de la filière pêche et de sa vulnérabilité (PRODIG, Univ. P.1/Sorbonne/Diderot/EPHE/CNRS/IRD). L'analyse pluridisciplinaire d'un cas d'étude pris dans la zone d'upwelling ouest-africaine revêt donc un intérêt majeur et les produits attendus du projet sont conçus dans l'optique d'une valorisation plus large en relation avec les études sur les autres systèmes d'upwelling de bord Est où existent d'importantes sources de contamination potentielle : Benguela, Pérou et Californie.
L’utilisation couplée de modèles physiques, biologiques, sociétaux et de systèmes d’information géographique mènera à une optimisation des systèmes d’exploitation.

L'hypothèse d'une influence majeure des changements climatiques sur l'accumulation des éléments trace métalliques dans la chaîne trophique au large du Maroc est probable. Elle doit néanmoins être démontrée et les mécanismes qui la sous-tendent doivent être décrits et leurs effets synthétisés au sein d'outils de modélisation et de représentation cartographique. À l'étape actuelle du projet (6 mois) les résultats ne sont pas encore obtenus. Cependant, les premières observations font que de nouvelles pistes de recherches utilisant les aérosols et les lichens de roche sont envisagées. Ces derniers constituent une alternative intéressante pour évaluer la variabilité géographique des apports atmosphériques de contaminants (notamment du Cadmium) le long des côtes marocaines. L'étude de la faisabilité et de l'intérêt de cette approche est en cours et si l'intérêt se confirme, des échantillons seront prélevés et après cette étape seront identifiées les zones sur lesquelles il sera intéressant, dans une seconde phase, d’installer des collecteurs fixes d’aérosols et de retombées sèches et/ou humides.

Il est encore tôt pour afficher clairement les perspectives ouvertes par le projet. Cependant il est plus que jamais nécessaire d'appréhender la complexité en menant des approches pluridisciplinaires, tant sur le terrain que dans l'exploitation et l'interprétation des données et modèles. Nos études revêtent une valeur particulière au moment où des résultats scientifiques sur les effets du changement climatique renforçant les relargages de contaminants, ont récemment fait les grands titres de journaux. Elles seront directement utiles dans le contexte de la filière pêche marocaine qui est un enjeu majeur aussi bien pour le pays que pour l'Europe et la France.

À l'étape actuelle du projet (6 mois) les résultats ne sont pas encore obtenus et il n'y a pas encore de production scientifique publiée ni de brevets déposés depuis le début du projet.

The supply of protein of marine origin to human populations is a major issue. Most of the catch comes from the continental shelf (depths <200 m) and from upwelling zones (upwelling waters rich in nutrients). These areas are also submited to strong anthropic pressures and under the threat of land-based pollution and global changes that may act by potentiating the effects of contaminants through changes in the dynamics of the upwelling. Recent work indicates the release of contaminants caused by climate change, as for example, the melting of glaciers and the release of mercury into the sea. Similar phenomena are recorded on other heavy metals involving different physical processes. Thus, marine pollution by metallic trace elements (MTE) can undergo potentiation by enhanced upwelling and and it will increase the vulnerability of human societies through the fishing industry. The MTE accumulates in the aquatic food chain, in molluscs and fish and then to the top consumers such as birds and humans. Components like cadmium which is considered toxic to animals and humans show a distribution in the sea similar to that of major nutrients such as nitrates and phosphates, and their life cycle in the ocean is controlled by biological activity.
EPURE is to contribute to these studies by the concerted analysis of the case study of the Moroccan upwelling area where there is a risk of transmission of micro-contaminants from the marine environment to the fishing industry. There is a risk of significant potentiation increase induced by environmental changes. This case study is of particular value as the area of the Canary Current ecosystem represents a considerable potential of fish whose production is heavily exported to the countries of the European community. The studies will be directly useful in the context of the Moroccan fishing industry and is also a major issue for Europe and speciffically for France.
Complex changes in the upwelling, induced by climate change, have an undeniable effect, but currently little known, on coastal currents. In the region of our case study, some elements may give credence to the idea of strengthening in local contamination by MTE linked to climate change:
Increase in some values in MTE when the upwelling is high (summer) or just after the strong upwelling season (autumn)
- MTE concentrations are higher in areas where the upwelling is most intense
- Overall increase in water micro-contaminants in recent years
- Variations in intensity of upwelling in recent years.
This study will require a multidisciplinary approach and the intervention of laboratories specialized in physical and bio-geochemical modeling (LPO, LEMAR), transportation and release of sediment (LDO), in transfer analysis of MTE in the food chain (LEMAR) and monitoring and mapping of fishing activities (INRH) and finally analysis of the fishing industry and its vulnerability and capabilities (PRODIG). The multidisciplinary analysis of a case study undertaken in this area is therefore of major interest and expected outputs of the project are designed to be used in connection with studies on other upwelling eastern boundary systems where there are significant potential sources of contamination: Benguela, Peru and California.
The combined use of physical, biological, societal models and geographic information systems will lead to optimization of management systems.

Project coordinator

Monsieur Luis TITO-DE-MORAIS (INSTITUT DE RECHERCHE POUR LE DEVELOPPEMENT - IRD) – Luis.Tito-de-Morais@ird.fr

The author of this summary is the project coordinator, who is responsible for the content of this summary. The ANR declines any responsibility as for its contents.

Partner

LEMAR (UMR6539) INSTITUT DE RECHERCHE POUR LE DEVELOPPEMENT - IRD
LDO (UMR 6538, UBOS/CNRS) CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE BRETAGNE ET PAYS- DE-LA-LOIRE
LPO (UMR 6523, UBO/CNRS/IFREMER/IRD) INSTITUT DE RECHERCHE POUR LE DEVELOPPEMENT - IRD
PRODIG (UMR 8586) INSTITUT DE RECHERCHE POUR LE DEVELOPPEMENT - IRD

Help of the ANR 764,216 euros
Beginning and duration of the scientific project: December 2011 - 48 Months

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