Glacier troughs as biodiversity and abundance hotspots in Arctic and subarctic regions

Arctic and subarctic Ecologically and Biologically Significant Areas usually comprise strong pelagic-benthic coupling. Currents, nutrient recycling, primary production, as well as excretion from zooplankton and fish occurring in the water column (pelagic) all contribute to carbon export at depth which, in turn, is exploited by animals living on the seafloor (benthic). On Arctic and subarctic shelves, this export is limited by shallow depths, but is greater in deeper areas with warmer nutrient-rich waters. Hence, the advection of deep ocean water in the numerous glacial troughs crossing the continental shelves likely provides favourable habitats for pelagic and benthic organisms. In contrast to submarine canyons, the importance of glacial troughs for harbouring biodiversity hotspots remain largely unknown, especially in Arctic regions. Here, we use large datasets comprising seafloor mapping and imagery, acoustic-trawl surveys, paleoceanography, and moorings to test two hypotheses: 1) glacial troughs allow deep waters to flow onto continental shelves, creating hotspots of abundance and biodiversity for pelagic and benthic organisms; 2) changes in hydrography, sea-ice, and productivity related to climate change may result in a decoupling between pelagic production and benthic habitats and biodiversity loss in some Arctic areas. As a case study transposable to other Arctic and subarctic regions, this project first focuses on observations from Baffin Bay and the Labrador Sea to develop a bio-physical model forecasting the impacts of climate change on deep-water habitats. It will then identify deep-water biodiversity hotspots at a panarctic scale and support the implementation of Protected Areas at northern latitudes.

Les auges glaciaires – des points névralgiques sur le plan de la biodiversité et de l’abondance dans les régions arctiques et subarctiques 

Les zones d’importance écologique et biologique que sont les régions arctiques et subarctiques présentent habituellement un couplage important des habitats pélagiques et benthiques. Les courants, le recyclage des éléments nutritifs, la production primaire, ainsi que les excrétions de zooplanctons et de poissons vivant dans la colonne d’eau (zone pélagique), sont tous des éléments contribuant au transport du carbone en profondeur et, en retour, à son utilisation par les espèces vivant dans les fonds marins (zone benthique). Sur les plateaux arctiques et subarctiques, le transport de carbone est limité en raison des eaux peu profondes; toutefois, le carbone est transporté plus facilement dans les eaux plus profondes, parce qu’elles sont plus chaudes et regorgent d’éléments nutritifs. C’est pourquoi l’advection des eaux chaudes océaniques vers les nombreuses auges glaciaires traversant les plateaux continentaux est susceptible de générer des habitats propices aux organismes pélagiques et benthiques. Contrairement aux canyons sous-marins, l’importance des auges glaciaires pour l’exploitation des points névralgiques de biodiversité demeure largement méconnue, notamment en régions arctiques. Dans ce cas-ci, nous utilisons de grands ensembles de données, y compris des cartes et des images des fonds marins, des relevés acoustiques et des relevés au chalut, des données paléo-océanographiques et des données recueillies par des bouées pour tester deux hypothèses : 

1) Les auges glaciaires contribuent au déplacement des eaux profondes vers les plateaux continentaux, ce qui crée des points névralgiques pour les organismes pélagiques et benthiques sur le plan de la biodiversité et de l’abondance. 

2) Il est possible que les changements que subissent l’hydrographie, les glaces marines et la productivité en raison des changements climatiques entraînent un découplage entre la production pélagique et les habitats benthiques et la perte de biodiversité dans certaines régions de l’Arctique. 

À titre d’étude de cas applicable à d’autres régions arctiques et subarctiques, ce projet vise d’abord à effectuer des observations dans la baie de Baffin et la mer du Labrador afin d’élaborer un modèle biophysique de prévision des répercussions des changements climatiques sur les habitats en eaux profondes. Ainsi pourrons-nous localiser les points névralgiques de biodiversité en eaux profondes sur l’ensemble du territoire arctique et contribuer à la mise en place d’aires marines protégées dans les latitudes nordiques.