La série de campagnes MoMARSAT assure la maintenance annuelle de l'observatoire EMSO-Azores sur le champ hydrothermal Lucky Strike. Cet observatoire fonctionne depuis 2010 et vise à acquérir de longues séries temporelles (>10 ans) sur les processus hydrothermaux, tectoniques, volcaniques et les écosystèmes associés d'un champ hydrothermal actif situé sur la dorsale médio-atlantique. EMSO-Açores fait partie du réseau européen EMSO ERIC (European Multidisciplinary Seafloor and water column Observatory), soutenu en France par l'Infrastructure de Recherche (MESR) EMSO-FR dont la gestion est assurée par une collaboration Ifremer-CNRS.

Le réseau comprend une infrastructure d'observatoire constitué par une bouée de surface (BOREL) assurant le transfert des données par satellite vers un serveur à terre. Deux boîtes de jonction (SEAMON) déployées sur le fond communiquent acoustiquement avec BOREL et par un câble avec les instruments connectés. Dans sa configuration actuelle (après la maintenance de MOMARSAT 2022), la partie "connectée" de l'observatoire comprend une station météo de surface, un sismomètre (OBS), une jauge de pression, un module d'observation biologique (TEMPO- avec une caméra HDTV et 2 projecteurs), un capteur d'oxygène et un capteur de turbidité, un échantillonneur de fluides (DEAFS), un module d'instrumentation générique EMSO (EGIM) et quatre hydrophones (HYDROCTOPUS).

L'infrastructure comprend également des instruments autonomes qui stockent leurs données en interne : 4 OBSs, 2 capteurs de pression placés sur le fond, 28 sondes de température autonomes déployées dans les fumeurs et sur les zones de diffusion, 6 courantomètres autonomes placés sur le fond, 6 colonisateurs microbiologiques, 8 colonisateurs biologiques, 3 caméras autonomes (POMMEs) et un mouillage océanographique. Ces éléments "non connectés" contribuent à étendre la couverture spatiale de la zone étudiée lors de chaque campagne de maintenance.

Les opérations de maintenance comprennent le remplacement de l'infrastructure BOREL-SEAMON et des instruments connectés, leur reconditionnement à bord et leur redéploiement. L'échantillonnage in situ de roches, fluides, faune, micro-organismes et l'acquisition de transects d'imagerie sur des sites ciblés permettent le suivi pluriannuel du système et complètent les données de l'infrastructure. Ces mesures sont également utilisées pour calibrer/valider les mesures effectuées par les capteurs. Cette année, les opérations de fond ont été réalisées par le submersible habité Nautile. Afin d'optimiser le temps du navire, un programme d'océanographie physique visant à étudier la circulation hydrodynamique sur cette partie de la dorsale a été mis en oeuvre pendant les nuits (projet MicroRiYo@Sea 3D).

La coordination des opérations de maintenance et la première exploitation des données sont assurées par Mathilde Cannat (responsable EMSO France) et Pierre Marie Sarradin (chef d'équipe régional EMSO-Açores). La gestion des opérations à bord est coordonnée cette année par Marjolaine Matabos, Pierre-Marie Sarradin et Laurent Gautier. Les données acquises lors des campagnes Momarsat sont disponibles sur le portail EMSO-Azores. La zone d'étude fait partie de la ZEE du Portugal et est également une "zone marine protégée" (OSPAR).

Projets associés

La campagne MoMARSAT22 et l'observatoire EMSO-Azores font donc partie des projets suivants :

• EMSO ERIC (European Multidisciplinary Seafloor and water column Observatory, DG J. Danobeitia
• UE H2020 iAtlantic (Integrated assessment of the Atlantic Marine Ecosystems in space and time, coordinator M. Roberts University of Edinburgh, grant agreement No 818123). Les campagnes MoMARSAT contribuent aux WP1, WP2, WP3 et WP4 du projet. Les visites répétées à Lucky Strike permettent l'acquisition de données d'imagerie sous-marine et de mesures environnementales utilisées pour la cartographie spatio-temporelle des habitats et des communautés biologiques à l'échelle de l'édifice et du champ hydrothermal (WP2, WP3).  La collecte d'organismes permettra la mise en oeuvre d'expériences à bord et à terre pour déterminer l'impact de la désoxygénation sur le comportement des juvéniles de moules (WP4). Les données acquises par l'observatoire contribueront à la calibration de modèles hydrodynamiques haute résolution.
• MicroRiYo@Sea 3D : Le programme d'acquisition spécifique dédié à l'étude de la colonne d'eau combinant des mouillages CTD et l'exploitation d'un VMP (Vertical microprofiler) pour décrire la microturbulence de la colonne d'eau a été poursuivi. Ce programme a été enrichi par les déploiements de la nouvelle plateforme d'observation de la turbulence 3D MicroRiYo@Sea 3D.
• Abyssbox : Aquarium pressurisé présentant au grand public des crabes et crevettes collectés dans le champ hydrothermal de Lucky Strike. PI D. Barthélémy (Océanopolis). Des crabes Segonzacia mesatlantica et des crevettes Mirocaris fortunata seront collectés, maintenus en vie et transférés à Brest à Océanopolis pour l'exposition grand public "Abyssbox" démarrée en 2012 en collaboration avec l'Université Paris Sorbonne (UPMC) et l'Ifremer.
• TACOS (projet ISBlue, PI S. Fuchs) : Les échantillons biologiques seront également utilisés pour le projet TACOS (Test d'efficacité de Conditionnement, d'extractiOn d'ADN et deSéquençage en direct ou différés), dont l'objectif est de réaliser l'analyse complète de biologie moléculaire (extraction d'ADN jusqu'au séquençage) des échantillons directement à bord à l'aide d'un séquenceur miniature de nouvelle génération, le MinION (Oxford Nanopore Technol).
• TENSE : Le projet TENSE (Transfer of ENergy in hydrothermal vents - an in Situ Experiment), financé par ISblue (Interdisciplinary graduate School for the BLUE planet, FR), est une collaboration entre l'Ifremer (FR), l'Université de Bretagne occidentale (FR) et le CIIMAR (PT, Dr. Teresa Amaro). Il vise à étudier comment Bathymodiolus azoricus influence le transfert de carbone dans les réseaux trophiques des cheminées hydrothermales. Le projet étudiera comment B. azoricus influence les taux et les voies de fixation du carbone au sein de l'assemblage en utilisant six petits enclos (0,07 m²) et du bicarbonate marqué au 13C.
• ANR IRONWOMAN : la collecte de tapis microbiens riches en fer alimentera le projet IRONWOMAN (ANR-21-CE02-0012 ; PI C. Rommevaux 2021-2025). Le projet vise à valider l'hypothèse du rôle primordial des bactéries oxydantes du fer (FeOB) marines pour favoriser le développement de tapis riches en fer, et impacter le cycle biogéochimique du fer et la production primaire dans les océans profonds, en fonction des variations des conditions environnementales.
• DEEP REST : (PI J. Sarrazin - Ifremer- subvention Biodiversa de l'UE - 2022-2026) Conservation et restauration des écosystèmes d'eaux profondes dans le contexte de l'exploitation minière en eaux profondes. DEEP REST étudiera deux écosystèmes profonds remarquables, à savoir les champs de nodules polymétalliques et les cheminées hydrothermales, y compris leurs périphéries étendues. Quatre zones principales seront étudiées : la zone de Clarion Clipperton (CCZ) et la zone expérimentale de DISCOL (DEA) dans l'océan Pacifique pour les champs de nodules et la dorsale médio-atlantique nord (nMAR), et la dorsale médio-océanique arctique (AMOR) pour les évents hydrothermaux actifs et inactifs. Ces écosystèmes éloignés sont menacés par l'exploitation des ressources métalliques stratégiques qui leur sont associées, à savoir les nodules polymétalliques (PMN) et les sulfures massifs (SMS) des fonds marins. Cependant, les questions relatives aux impacts de l'exploitation minière et à la résilience des communautés des grands fonds face aux activités anthropiques restent en suspens. DEEP REST améliorera les connaissances fondamentales sur la diversité des espèces et des fonctions et leurs interconnexions afin de développer des plans de gestion environnementale et des réglementations efficaces pour protéger les habitats marins uniques et vulnérables. Nous évaluerons l'efficacité des approches de restauration passive et active innovante sur le rétablissement de la biodiversité des écosystèmes et évaluerons comment ces actions pourraient contribuer au maintien des fonctions et services des écosystèmes.

Les rythmes biologiques sont une propriété fondamentale de la vie. L'horloge circadienne (~24 heures) est la seule horloge biologique caractérisée à ce jour, mais ce n'est pas le seul système de chronométrage que la nature fournit. Les écosystèmes marins sont façonnés par des cycles environnementaux, allant de quelques heures (cycles des marées et du soleil) à une année (saisons). Non seulement les rythmes biologiques ont été largement décrits dans les organismes, mais ils sont aussi potentiellement présents dans tous les environnements, y compris dans les endroits où il n'y a absolument aucune lumière solaire, comme les cheminées hydrothermales profondes. En effet, des rythmes biologiques ont récemment été décrits chez une moule hydrothermale, Bathymodiolus azoricus, dont la physiologie et le comportement sont sous l'influence des marées à 1700 m de profondeur. Le projet qu'Audrey Mat développe est un projet de recherche fondamentale visant à comprendre le fonctionnement temporel de la moule B. azoricus et de son environnement naturel en eaux profondes. Il s'agit de travailler à la fois au niveau comportemental et au niveau moléculaire pour comprendre le fonctionnement du système temporel de B. azozicus et la façon dont elle perçoit son environnement, se synchronise et interagit avec lui. Au niveau moléculaire, elle utilisera les outils de la génomique pour obtenir une image globale de la moule, et ciblera des marqueurs spécifiques connus pour leur rôle dans l'horloge biologique des espèces d'eau peu profonde. Audrey Mat a initié ce travail avec nous en tant que postdoc du LabexMER. Elle a récemment rejoint le laboratoire du Pr Kristin Tessmar-Raible, affilié principalement à l'Université de Vienne en Autriche, et également à l'Institut Alfred Wegener en Allemagne. Les travaux seront menés en collaboration avec l'Ifremer, et plus particulièrement avec le Dr Marjolaine Matabos.

Dégradation des polymères : Cette année, nous avons également commencé un déploiement prospectif de spécimens pour étudier la dégradation des polymères biodégradables en milieu profond. 5 sacs d'échantillons ont été déployés à proximité de Seamon W et seront récupérés lors des prochaines campagnes. En parallèle, des tests de vieillissement accéléré sont réalisés dans le laboratoire SMASH sur les mêmes matériaux, en tenant compte de différents paramètres environnementaux (pression, température, environnement biologique) afin de mettre en place des modèles prédictifs de durée de vie. Collaboration P. Davies (Ifremer).