La productivité marine de l’Atlantique Nord pourrait ne pas décliner, selon une nouvelle étude sur des carottes de glace plus anciennes
Les satellites peuvent détecter les réflexions de la chlorophylle dans les organismes qui utilisent cette molécule pour la photosynthèse. Cette image montre les reflets du phytoplancton de l’Atlantique Nord qui tourbillonnent avec les courants océaniques. Alors qu’une précédente étude sur les carottes de glace avait conclu que le phytoplancton dans l’Atlantique Nord avait diminué de 10 % depuis le milieu des années 1800, de nouvelles recherches révèlent que ces populations pourraient finalement être stables. Crédit : NASA
Pour paraphraser Mark Twain, les rapports faisant état d’un déclin du phytoplancton dans l’Atlantique Nord ont peut-être été grandement exagérés. Une étude importante de 2019 a utilisé des carottes de glace en Antarctique pour suggérer que la productivité marine dans l’Atlantique Nord avait diminué de 10 % au cours de l’ère industrielle, avec des implications inquiétantes quant à la poursuite de cette tendance.
Mais de nouvelles recherches menées par l’Université de Washington montrent que le phytoplancton marin – dont dépendent les plus grands organismes de l’écosystème marin – pourrait être plus stable qu’on ne le croit dans l’Atlantique Nord. L’analyse par l’équipe d’une carotte de glace remontant à 800 ans montre qu’un processus atmosphérique plus complexe pourrait expliquer les tendances récentes.
L’étude a été publiée dans le Actes de l’Académie nationale des sciences.
De minuscules organismes photosynthétiques flottants appelés phytoplancton constituent la base de l’écosystème marin. Ces créatures microscopiques sont également importantes pour la planète dans son ensemble, produisant environ la moitié de l’oxygène de l’atmosphère terrestre.
Comme le phytoplancton est difficile à compter, les scientifiques tentent de mesurer leur abondance par d’autres moyens. Le phytoplancton émet du sulfure de diméthyle, un gaz odorant qui donne aux plages leur odeur distinctive. Une fois en suspension dans l’air, le sulfure de diméthyle se transforme en acide méthanesulfonique, ou MSA, et en sulfate. Ceux-ci finissent par tomber sur la terre ou sur la neige, ce qui fait des carottes de glace un moyen de mesurer la taille passée des populations.
Becky Alexander dans la chambre froide de l’IsoLab de l’UW avec de la glace forée à partir d’une calotte glaciaire qui préserve les conditions atmosphériques des siècles précédents. Son équipe a analysé une carotte de glace du centre du Groenland pour montrer que les émissions des organismes marins photosynthétiques semblent stables depuis le milieu des années 1800. Crédit : Mark Stone/Université de Washington
“Les carottes de glace du Groenland montrent une baisse des concentrations de MSA au cours de l’ère industrielle, ce qui a été considéré comme un signe d’un déclin de la productivité primaire dans l’Atlantique Nord”, a déclaré l’auteur principal Ursula Jongebloed, doctorante en sciences atmosphériques à l’UW. “Mais notre étude du sulfate dans une carotte de glace du Groenland montre que le MSA à lui seul ne peut pas nous donner toute l’histoire en matière de productivité primaire.”
Depuis le milieu des années 1800, les usines et les tuyaux d’échappement rejettent également dans l’air des gaz contenant du soufre. Ces gaz contiennent des formes d’atomes de soufre légèrement différentes qui permettent de distinguer les sources marines et terrestres dans les carottes de glace.
La nouvelle étude remonte plus loin que la précédente en mesurant plusieurs molécules contenant du soufre dans une carotte de glace du centre du Groenland avec des couches s’étendant sur les années 1200 à 2006. Les auteurs montrent que les polluants générés par l’homme ont modifié la chimie de l’atmosphère. Cela a à son tour modifié le sort des gaz émis par le phytoplancton.
“En examinant les carottes de glace, nous avons constaté que le sulfate dérivé du phytoplancton avait augmenté au cours de l’ère industrielle”, a déclaré Jongebloed. “En d’autres termes, la baisse du MSA est “compensée” par l’augmentation simultanée du sulfate dérivé du phytoplancton, ce qui indique que les émissions de soufre dérivées du phytoplancton sont restées globalement stables.”
Lorsque cet équilibre est inclus dans les calculs, les populations de phytoplancton semblent assez stables depuis le milieu des années 1800. Les chercheurs préviennent toutefois que les écosystèmes marins restent menacés dans de nombreuses directions.
Ursula Jongebloed de l’IsoLab de l’UW utilise une machine, appelée spectromètre de masse à isotopes stables, pour mesurer les isotopes du soufre dans une carotte de glace du Groenland. Les isotopes du soufre contenus dans les carottes de glace révèlent comment les sources de sulfate, notamment le phytoplancton marin, la combustion de combustibles fossiles et les émissions volcaniques, ont changé au cours des siècles précédents. Crédit : Mark Stone/Université de Washington
“La mesure du MSA et du sulfate dérivé du phytoplancton nous donne une image plus complète de la façon dont les émissions des producteurs primaires marins ont changé – ou n’ont pas changé – au fil du temps”, a déclaré l’auteur principal Becky Alexander, professeur de sciences atmosphériques à l’UW.
“Les mesures des carottes de glace ainsi que d’autres estimations indépendantes de l’abondance du phytoplancton (telles que les mesures de la chlorophylle) et associées à des études de modélisation (qui nous aident à estimer l’évolution de la chimie atmosphérique et du climat au fil du temps) peuvent nous aider à comprendre comment la productivité marine a changé dans le passé et comment la productivité pourrait changer à l’avenir.
Plus d’information:
Jongebloed, Ursula A. et al, Le déclin de l’acide méthanesulfonique dans l’Arctique à l’ère industrielle est compensé par l’augmentation des aérosols de sulfate biogénique, Actes de l’Académie nationale des sciences (2023). DOI : 10.1073/pnas.2307587120. est ce que je.org/10.1073/pnas.2307587120
Fourni par l’Université de Washington
Citation: La productivité marine de l’Atlantique Nord pourrait ne pas diminuer, selon une nouvelle étude sur des carottes de glace plus anciennes (13 novembre 2023) récupérée le 13 novembre 2023 sur
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