Une floraison exceptionnelle de microalgue au voisinage des îles Kerguelen , devrait permettre de découvrir des liens encore cachés entre océan et climat
Depuis plus d’un siècle l’océan soutire chaque année environ un tiers du carbone anthropique rejeté dans l’atmosphère. Avant que le cycle du carbone ne soit perturbé par les activités humaines, l’océan jouait déjà un rôle de puits de carbone selon deux grands mécanismes. La pompe physique qui, par le biais de la circulation océanique, entraîne des eaux de surface chargées en CO2 vers des couches plus profondes où il se trouve isolé. La pompe biologique qui fixe du carbone, soit dans les tissus des organismes via la photosynthèse, soit dans les coquilles calcaire de certains micro-organismes. Une part de ce carbone est ensuite entraîné en profondeur sous forme de déchets ou de cadavres. On pourrait penser que ces deux mécanismes contribuent à capturer actuellement le carbone anthropique, or ce n’est pas le cas. Seule la pompe physique y participe. La pompe biologique continue elle à fonctionner comme avant le début de l’ère industrielle. Est-ce parce que la pompe biologique fonctionnait déjà à son maximum ? La réponse ici est clairement non. Les scientifiques connaissent de vastes régions de l’océan où la pompe biologique tourne au ralenti.
Comprendre les raisons de cet état de fait revêt donc une grande importance. En effet une augmentation de la pompe biologique dans ces régions, par exemple sous l’effet du changement climatique, pourrait modifier le rôle de l’océan dans l’assimilation du carbone anthropique. C’est aussi cette perspective qui a suscité l’intérêt de certaines sociétés de géo-ingénierie pour ces régions où elles prétendent pouvoir remédier à l’augmentation du CO2 atmosphérique par une manipulation délibérée de la pompe biologique.
KEOPS s’intéresse à la plus vaste de ces régions paradoxales : l’Océan Austral. Les eaux qui entourent le continent antarctique sont extrêmement riches en sels nutritifs mais le phytoplancton n’en profite pas et la quantité de carbone fixée est faible. Divers expéditions océanographiques ont démontré en déversant de petites quantités de fer dans ces régions que les algues étaient carencées en cet élément. Toutefois le transfert de carbone vers les profondeurs, qui est le signe de la mise ne marche de la pompe biologique, n’a pas été clairement établi.
Quelle stratégie ?
C’est pour essayer de résoudre ce paradoxe que l’expédition KEOPS va se rendre au voisinage des îles Kerguelen. En effet dans les eaux du plateau qui entourent les îles, les satellites ont observés depuis plusieurs années une floraison estivale de phytoplancton que l’on ne retrouve pas dans les eaux environnantes. Ce site pourrait donc être un lieu privilégié de l’océan austral où la pompe biologique est activée.
L’hypothèse de base de KEOPS est que floraison sur le plateau est due à la présence de fer. Nous allons donc, dans un premier temps, chercher à vérifier cette hypothèse en mesurant les concentrations en fer dans ces eaux et en recherchant par quels mécanismes le fer est de traceurs géochimiques. Ensuite nous comparerons le fonctionnement des cycles biogéochimiques et de l’écosystème dans la zone riche en phytoplancton et dans la zone pauvre. Ceci nécessite de mesurer un grand nombre de paramètres chimiques tels que les sels nutritifs, les métaux, les gaz dissous, d’identifier les différentes espèces de phytoplancton et de zooplancton de dénombrer les bactéries et virus, de quantifier les processus biogéochimiques tels que la photosynthèse, la respiration, la minéralisation de la matière organique. Et enfin nous utiliserons ce laboratoire naturel du plateau de Kerguelen, pour comprendre le lien qui existe entre fertilisation des couches de surface par le fer et pompe biologique de carbone.
Quels moyens ?
Pour mettre en œuvre cette stratégie 50 scientifiques sont embarqués sur le navire de l’Institut Paul Emile Victor, le Marion Dufresne. Ils proviennent de 10 laboratoires de recherche français mais aussi d’instituts australien, belge et néerlandais. Le projet est largement pluridisciplinaire avec des physiciens, des chimistes, des biogéochimistes et des biologistes. En plus des laboratoires et des équipements du Marion Dufresne, huit containers laboratoire supplémentaires ont été embarqués pour pouvoir réaliser toutes les mesures et expérimentation prévues. Plusieurs instruments mesurant la vitesse des courants ou recueillant les particules qui chutent vers le fond vont être déployés et resteront sur le site de la campagne pour une durée de un an.
Stéphane BLAIN,
Responsable du projet.
