Abstract: Despite playing a major role in global ocean heat storage, the Southern Ocean remains the most sparsely measured region of the global ocean. Here, a unique 25-year temperature time-series of the upper 800 m, repeated several times a year across the Southern Ocean, allows us to document the long-term change within water-masses and how it compares to the interannual variability. Three regions stand out as having strong trends that dominate over interannual variability: warming of the subantarctic waters (0.29 ± 0.09 °C per decade); cooling of the near-surface subpolar waters (−0.07 ± 0.04 °C per decade); and warming of the subsurface subpolar deep waters (0.04 ± 0.01 °C per decade). Although this subsurface warming of subpolar deep waters is small, it is the most robust long-term trend of our section, being in a region with weak interannual variability. This robust warming is associated with a large shoaling of the maximum temperature core in the subpolar deep water (39 ± 09 m per decade), which has been significantly underestimated by a factor of 3 to 10 in past studies. We find temperature changes of comparable magnitude to those reported in Amundsen–Bellingshausen Seas, which calls for a reconsideration of current ocean changes with important consequences for our understanding of future Antarctic ice-sheet mass loss.

Abstract: L'horizon de transformation vers la soutenabilité fondée sur le concept de résilience en écologie est décrit de manière normative dans la littérature en sciences de l'environnement ou mis en valeur à partir de cas d'étude isolés. S'ils constituent d'importantes « semences pour un bon Anthropocène » ces exemples restent encore trop rares, alors que la transformation devrait d'être entreprise à plus grande échelle et à vitesse rapide. Cette transformation nécessite urgemment d'être mise en pratique de manière plus systématique et étayée à partir de cas d'action-recherche efficaces. Pour ce faire, ceux-ci doivent être conçus et mis en œuvre grâce à de nouvelles configurations, représentations et pratiques des relations entre chercheurs et autres acteurs du territoire, publics comme privés. Autrement dit, la transformation implique un changement de gouvernance, pour aller vers une gestion adaptative des territoires, des ressources naturelles et des sociétés qui en dépendent. Elle doit faire une plus grande place aux interactions entre humains et non-humains, redéfinir en profondeur le rapport homme / nature et passer par un rééquilibrage des pouvoirs entre groupes d'acteurs et institutions, dans le processus de décision en matière de gestion environnementale. Les sciences sociales et en particulier l'anthropologie des relations homme / milieu, la sociologie politique des sciences, la sociologie politique et l'économie écologique doivent être mobilisées à cette fin, en étroite interaction avec l'écologie. Les zones-ateliers fournissent à ce titre des cas privilégiés, permettant d'opérer ce changement de paradigme, en donnant une plus grande place à l'action collective, à l'hybridation des savoirs et à l'articulation équilibrée entre intérêts divergents. Elles permettent d'identifier les paramètres déterminants pour générer de manière efficace la transformation. La ZATA, zone atelier Antarctique et Terres Australes, malgré une pression anthropique directe limitée, offre un cadre de travail privilégié pour identifier les paramètres nécessaires à la mise en œuvre d'une gouvernance propice à une gestion adaptative permettant d'augmenter la résilience des SES. La pression du changement global y est très forte, tout comme les interactions entre les diverses catégories d'acteurs et d'institutions historiquement situées. La présence des scientifiques y est très installée et mêlée à des enjeux politiques, économiques et géostratégiques auxquels contribuent la conservation de la biodiversité. A partir de deux modèles d'étude (pêcheries à Kerguelen et interactions avec la mégafaune marine/ conservation des oiseaux marins, pathogènes et dératisation à Amsterdam) faisant intervenir des chercheurs, des décideurs, des gestionnaires et les acteurs économiques dans le processus de décision multi-échelles (e.g. État français / CCAMLAR-RCTA) en termes de gestion environnementale, nous présenterons une méthode de modélisation des socio-écosystèmes en systèmes dynamiques. Les modèles produits permettent d'envisager leurs trajectoires de résilience en fonction des choix de gestion et peuvent ainsi servir d'outil d'aide à la décision et d'instrument inédit en matière de construction des mesures de gestion adaptative. Cette communication, élaborée au fil des interactions avec les gestionnaires, alliera ainsi réflexion théorique et retours sur des cas concrets pouvant permettre une montée en généralité utile pour aller vers une gouvernance des SES effective et efficace en termes de résilience et de soutenabilité.

Abstract: Understanding the magnetic environment of our planet and the geomagnetic field changes in time and space is a very important issue for assessing the Sun–Earth interactions. All changes in solar activity impact the delicate balance between influences of interplanetary magnetic field and of geomagnetic field. The most dynamic events eventually result in disturbances in the magnitude and direction of the Earth’s magnetic field and therefore impact our planet and its magnetosphere as a whole. The dynamics of the ionosphere and thermosphere during magnetic storms and substorms involves the heating, expansion, and composition changes at high latitudes, but also the surface-level response in terms of geomagnetically induced currents and other geomagnetic and geoelectric disturbances. Here, we provide a short overview of the current knowledge of the Earth’s magnetic field, its present shape and the way it responds to external forces. The main aim of the paper is not to present the complexity of the space weather processes, but rather to bring the attention of the geohazard community to the possible dramatic effects of space weather events. For this, the paper highlights some societal implications of space weather on our increasingly technology-dependent society, including some possible effects of geomagnetically induced currents, the disruption of satellite communications and navigation, and risks of radiation damage both in space and in aviation.

Abstract: The diving behavior of southern elephant seals, Mirounga leonina, is investigated through the analysis of time-depth dive profiles. The originality of this work is to consider dive profiles as continuous curves. For this purpose, a Functional Data Analysis (FDA) approach is proposed for the shape analysis of a collection of dive profiles. Complexity of dive shapes is characterized by a mixture of three main shape variations accounting for about 80% of the entire variability: U or V shape, vertical depth variability during the bottom time, and skewed left or right. Model-based clustering allows the identification of eight dive shape clusters in a quick and automated way. Connection between shape patterns and classical descriptors, as well as the number of prey capture events, is achieved, showing that the clusters are coherent to specific foraging behaviors previously identified in the literature labeled as drift, exploratory and active dives. Finally, FDA is compared to classical methods relying on the computation of discrete dive descriptors. Results show that taking the shape of the dive as a whole is more resilient to corrupted or incomplete sampled data. FDA is, therefore, an efficient tool adapted for processing and comparing dive data with different sampling frequencies and for improving the quality and the accuracy of transmitted data.

Abstract: Qikirtajuaq is a long island facing the Inuit village of Akulivik on the northeastern coast of Hudson Bay (Canada) that is rich in archaeological sites. Kangiakallak-1 (JeGn-2), one of the main sites on this island, is a large multicomponent site that includes Dorset and Thule Inuit winter houses. This study documents the dynamics of palaeoenvironmental conditions in the successive occupations of the Kangiakallak-1 settlement based on plant macrofossils, pollen and non-pollen palynomorph analyses and archaeological research. The data indicate that Dorset inhabitants constructed their dwelling at about 772 cal. a BP. The site was reused by the Thule Inuit a few decades later, starting at about 671 cal. a BP. Thus, Kangiakallak-1 is one of the few sites, at least in Nunavik (northern Québec, Canada), that were rapidly reoccupied by the Thule Inuit after the departure of the Dorset inhabitants, which indicates a possible overlap between the two cultures in the Akulivik region. The palaeoecological data show that both Dorset and Thule inhabitants left clear footprints at the local scale in the form of several nitrophilous species that became established in and near the houses and persisted over a long period. The deposition of domestic waste (including bone fragments, skin, burnt fat and charcoal fragments) inside the subterranean dwellings fertilized the soil and led to the growth of unique nitrophilous plants. These changes transformed the houses into exceptional floristic refuges.