Plan de la station d'hivernage suédoise

Otto Nordenskjöld

Der Schweidischen Südpolar-expedition, 1901-1903, band 1 : geographie, hygiene und erdmagnetismus

Stockholm : Lithographisches insitut des generalstabs, 1920.

Lyon 1, BU Sciences de la Vie et de la Terre

La station d’hivernage est l’élément central de la vie du scientifique dans les pôles : lieu de vie et lieu de recherche, elles ont dû dès leur origine être des lieux pensés pour supporter le vent et le froid, mais aussi pour surmonter les longs mois d’hiver passés isolément. Très rapidement ces stations ont installé en plus des laboratoires, des salles de vie et de repos : bibliothèques, salles de détente... Aujourd’hui ces bases comprennent laboratoires, centres de communications, restaurant, salle de loisir et de sport, salles de soins médicaux et d’opération, cuisines.

Les premières stations d’hivernage étaient construites par les équipes elles-mêmes pendant les mois précédant les hivers. C’étaient des constructions de bois facilement inflammables. L’incendie représente un danger pour nombre de stations pour qui l’eau est non seulement vitale mais rare (l’eau potable est distillée par des machines et l’eau non distillée est gelée.). La base Dumont d’Urville a justement été construite en 1956 pour remplacer la base St Martin détruite dans un incendie.

Le ravitaillement des stations d’hivernage représente une autre difficulté. Les équipes d’hivernants risquaient les mêmes maladies que les équipages de bateaux au long cours et notamment le scorbut causé par un manque de légumes frais. Les comptes-rendus font souvent état des menus des équipes et de l’attention portée à la lutte contre cette maladie. Le docteur de l’expédition de la Vega fait mention de la confiture de « multer » (mûres arctiques) qui mélangée avec du rhum est un remède « souverain » contre le scorbut.

Costumes d'hiver de l'équipage

Edouard Charton

Le tour du monde, nouveau journal des voyages

Paris : Hachette, 1882.

Lyon 1, Musée d'anatomie

Pendant l’expédition de Nordenskjöld, les hommes portaient des vêtements chauds comme ils en avaient l’habitude en Suède mais aussi des tricots de laine, une blouse en toile à voiles ainsi que des bottes coupées dans la même matière et remplies de « laiche vésiculeuse », une plante des marais. Ils portaient aussi des moufles en peau de phoque et de chamois, des lunettes colorées pour supporter la lumière aveuglante du soleil. Par comparaison, nous pouvons donner quelques indications sur les costumes Inuits : veste, pantalon, mitaines et bottes, fabriqués en peau de caribou, phoque, et divers oiseaux marins.

En hiver, ils portaient deux vestes et deux pantalons portés l’un par-dessus l’autre. Les poils du vêtement de dessous étaient tournés vers l’intérieur et ceux du vêtement supérieur tournés vers l’extérieur pour permettre de réguler la température corporelle ainsi que la transpiration.

Pour la fabrication de leurs vêtements, les équipages réutilisaient les techniques des Inuits qu’ils adaptaient à leurs propres moyens, comme l’utilisation des voiles pour concevoir des vêtements capables de couper les vents violents et de mieux supporter les températures extrêmes.

Abri météorologique et cabane de l'electromètre

Jean-Baptiste Charcot, Louis Joubin

Deuxième expédition antarctique française 1908-1910

Paris : Masson, 1911.

Lyon 1, BU Sciences

La construction de ces abris demandait beaucoup d’ingéniosité afin de rendre les instruments de mesure opérationnels durant tout l’hiver. Sur ces images, on voit qu’il est indispensable de monter les instruments sur pilotis afin d’anticiper la montée des neiges durant l’hiver. Planter les piliers dans la glace n’est pas suffisant, car celle-ci n’est pas toujours stable : des cailloux (à la façon des nids des manchots Adélie), et de la neige mélangée d’eau sont utilisés comme ciment, permettant de fixer dans le sol les piliers. Des tôles, des planches de bois et de la toile empêchent la neige d’entrer dans les abris.

La localisation des ces observatoires était importante, non seulement ces abris devaient être situés dans des lieux permettant les mesures : lieux plats et dégagés, mais ils devaient être facilement accessibles aux équipes chargées de relever les mesures. Quand on sait que sur le continent Antarctique les hivernants de la station Concordia ne peuvent pas sortir plus de 10 min en hiver, on comprend la nécessité de bien penser cette localisation. Les comptes-rendus d’expédition racontent néanmoins que les relevés sont l’occasion pour les équipes de rompre la monotonie des activités intérieures.

Les scientifiques mesuraient et mesurent toujours la vitesse et la direction du vent, la pression barométrique, l’humidité relative, la forme des nuages...Ces informations permettaient d’une part de connaitre les lieux, d’autre part de pouvoir comparer la vie de la faune à l’évolution du temps mais aussi de pouvoir vérifier sur une période longue l’évolution du climat. La technique actuelle de carottes glaciaires extraites du sol permet de récolter des informations bien plus anciennes sur le climat, néanmoins les mesures météorologiques restent absolument nécessaires ne serait-ce que pour organiser les ravitaillements par avions et par convois terrestres.

Zoologie antarctique : introduction.

Les mers et les terres antarctiques ont été et sont toujours le terrain d’exploration pour l’étude de la faune locale. Les premiers témoignages montrent un étonnement et une fascination face à la capacité à vivre et à se reproduire sur une terre extrême, à l’organisation en colonie et à la curiosité attachante du manchot.

Si les manchots Empereurs et Adélie sont les seuls à vivre sur le continent et les îles subantarctiques les plus proches, la mer foisonne de microorganismes, de krills qui permettent la survie d’autres animaux plus importants : baleines, phoques…

Nous avons ici des images qui sont la preuve de la diversité de cette région mais aussi qui montrent l’attachement des premiers explorateurs et des premiers scientifiques de l’Antarctique à l’étude précise de la faune. Il ne s’agissait pas d’explorer pour le succès sportif et audacieux, mais bien d’étudier la vie, d’en explorer toutes les représentations et d’en témoigner.

Documents embryogéniques

Jean-Baptiste Charcot, Louis Joubin
Expédition antarctique française commandée 1903-1905
Paris : Masson, 1906.
Lyon 1, BU Sciences

Il s’agit là d’embryons d’oiseaux : sternes (figure X), manchot papou (figures I et II) par exemple. Le compte-rendu de l’expédition note que les expéditions polaires ramenaient souvent des spécimens adultes plutôt qu’embryonnaires et que l’expédition Charcot a permis vraiment d’avancer dans la connaissance des manchots Pygoscelis comme Apténodytes grâce aux œufs, fœtus et embryons qu’ils ont ramenés au Muséum d’Histoire Naturelle. Il faut concevoir que ces animaux étaient connus depuis longtemps par les voyageurs. Mais les premières expéditions n’installant pas de stations d’hivernage, l’étude poussée de la vie des espèces polaires, de leur reproduction et de leur développement a été tardive. Au début du 20ème siècle, l’étude scientifique de ces animaux a prévalu sur la simple reconnaissance de leur existence.

Les embryons de manchots ramenés par l’expédition Charcot ont permis l’étude du développement des bulbes pennigères (tubercules sur lesquels naissent plus tard les plumes) et de la couleur des plumes. L’étude des bulbes montre que les plumes des manchots constituent un revêtement quasi continu, alors que chez d’autres espèces les zones de plumes sont limitées par des espaces nus. Cette combinaison de plumes est un facteur expliquant la capacité des manchots à supporter des températures extrêmes. En ce qui concerne la couleur, alors que chez la plupart des manchots, le poussin a un duvet de couleur différente de l’adulte (gris chez l’empereur, marron chez le royal), chez le manchot papou, la démarcation des couleurs noires et blanches du plumage existe déjà dans l’œuf.

Phoques

L. Fletcher
National Antarctic expedition 1901-1904
London : British Museum, 1907.

Il n’existe en termes de mammifères terrestres en Antarctique que quatre espèces de Pinnipèdes (mammifères adaptés à la vie aquatique, à corps fusiforme et protégés du froid par une épaisse couche de graisse). Ceux-ci de la famille des Phocidae (phoques). Il y avait avant le 20ème siècle un grand nombre d’otaries, mais celles-ci se cantonnent aujourd'hui à des latitudes moins australes.

Étonnamment, la répartition de ces espèces dans les eaux est aussi un moyen de déterminer la limite de l’Océan Antarctique. En effet, selon certains géographes, cet océan s’arrête au moment où il rejoint les trois autres océans. Pour les naturalistes au contraire ce sont les glaces flottantes (du 50ème degré latitude sud) qui en sont la limite. La présence des pinnipèdes en ces lieux, notamment pour leur reproduction, corrobore cette limite.

Les phoques d’Antarctique se reproduisent sur la banquise. Hors de la période de reproduction et de gestation, les adultes vivent en mer. Ce sont des animaux migrateurs. Ils se nourrissent de poissons, de crustacés ou encore, dans le cas du phoque léopard, de manchots qu’ils attrapent dans l’eau. L’orque est un prédateur important du phoque. Le phoque de Weddell cependant a moins de prédateur car il s’avance loin sous la banquise (jusqu’à 77° latitude sud), respirant par des trous creusés dans la glace. Sa pêche le mène donc loin de ses prédateurs potentiels

Echinodermes

Jean-Baptiste Charcot, Louis Joubin
Deuxième expédition antarctique française 1908-1910
Paris : Masson, 1911.
Lyon 1, BU Sciences

Les expéditions emmènent toujours à leur bord un naturaliste qui recueille des spécimens, veille à leur conservation et prend des notes sur leur observation à l’état naturel. Ces données et spécimens sont ensuite transmis à des chercheurs qui n’ont pas participé à l’expédition. Ainsi la planche présentée est constituée par Mr Gain de l’expédition Charcot 2 et commentée par R. Koelher, professeur à l’université de Lyon. Le travail des expéditions est un travail de récolte d’informations : mesures, observations, spécimens…Les échinodermes (embranchements d'invertébrés marins à symétrie radiale) : ophiures, astéries et échinides, existent en quantité importante en Antarctique, la deuxième expédition Charcot ramène 28 espèces d’astéries dont 14 nouvelles, 17 espèces d’ophiures dont 6 nouvelles et 9 espèces d’échinides dont 5 nouvelles.

Par comparaison, Koehler nous apprend que la première expédition Charcot n’avait ramené qu'une seule nouvelle espèce d’ophiures. Plus les expéditions se sont avancées loin dans les latitudes sud, plus elles ont ramené d’espèces et ont participé à la connaissance de la diversité de la faune antarctique.

L’idée que les terres africaines, américaines et australiennes furent collées au continent antarctique n’étonne plus personne aujourd’hui, puisque la tectonique des plaques a grandement été étudiée. Mais à la fin du 19ème et début du 20ème siècle, c’est la zoologie et la distribution des faunes terrestres sur ces territoires qui a appuyé cette théorie. L’étude de la faune marine a aussi fournit des arguments pour cette théorie, et notamment l’étude géographique des échinodermes via la comparaison entre les espèces antarctiques et septentrionales.

Afin que la faune marine et terrestre, les oiseaux, les phoques et les échinodermes puissent survivre dans ces contrées extrêmes, la chaine alimentaire doit être très stable. Son premier maillon est le plancton (phytoplancton ou zooplancton) et celui-ci doit donc être abondant dans l’Océan Antarctique.

Jean-Baptiste Charcot, Louis Joubin
Deuxième expédition antarctique française 1908-1910
Paris : Masson, 1911.
Lyon 1, BU Sciences

Les copépodes présentés ci-dessus sont planctoniques. Ce sont des crustacés qui peuvent être libres ou parasites. Ils constituent la base alimentaire des mammifères comme les baleines mais aussi de divers poissons eux-mêmes nourriture des phoques, des oiseaux antarctiques.

Au 20ème siècle, la découverte de plus en plus importante d’espèces de planctons a pu expliquer les raisons de la survie des espèces animales dans les mers et sur la banquise autour de ce continent hostile. La possibilité pour ces planctons de vivre dans les mers salées ou douces, permet de s’interroger sur leur possible vie dans les lacs souterrains de l’Antarctique (comme le lac Vostok) et donc sur la présence d’autres espèces animales qui s’y seraient développées.