Des scientifiques de l’Université de Stanford ont découvert un changement surprenant dans l’océan Arctique. Des fleurs explosives de phytoplancton, les minuscules algues à la foundation d’un réseau trophique surmonté de baleines et d’ours polaires, ont radicalement modifié la capacité de l’Arctique à transformer le carbone atmosphérique en matière vivante. Au cours de la dernière décennie, la montée subite a remplacé la perte de glace de mer en tant que principal moteur des changements d’absorption de dioxyde de carbone par le phytoplancton.



La recherche paraît le 10 juillet dans Science. L’auteur principal Kevin Arrigo, professeur à la Stanford’s Faculty of Earth, Strength & Environmental Sciences (Stanford Earth), a déclaré que l’influence croissante de la biomasse du phytoplancton pourrait représenter un « changement de régime significant » pour l’Arctique, une région qui se réchauffe moreover rapidement que partout ailleurs. sur Terre.

L’étude se concentre sur la creation primaire nette (NPP), une mesure de la vitesse à laquelle les plantes et les algues convertissent la lumière du soleil et le dioxyde de carbone en sucres que d’autres créatures peuvent manger. « Les taux sont vraiment importants en termes de quantité de nourriture pour le reste de l’écosystème », a déclaré Arrigo. « C’est également crucial parce que c’est l’une des principales façons dont le CO2 est extrait de l’atmosphère et dans l’océan. »



Une soupe épaississante

Arrigo et ses collègues ont constaté que la centrale nucléaire dans l’Arctique a augmenté de 57% entre 1998 et 2018. C’est un bond sans précédent de la productivité pour tout un bassin océanique. Plus surprenant est la découverte que, bien que les augmentations des centrales nucléaires aient été initialement liées au retrait de la banquise, la productivité a continué de grimper même après que la fonte a ralenti vers 2009. « L’augmentation des centrales nucléaires au cours de la dernière décennie est because of presque exclusivement à une augmentation récente de la biomasse du phytoplancton, « Arrigo a dit.

Autrement dit, ces algues microscopiques métabolisaient autrefois as well as de carbone à travers l’Arctique simplement parce qu’elles gagnaient furthermore d’eau libre au cours des saisons de croissance additionally longues, grâce aux changements climatiques de la couverture de glace. Maintenant, ils sont de furthermore en furthermore concentrés, comme une soupe aux algues épaississante.

« Dans un quantity d’eau donné, in addition de phytoplancton a pu croître chaque année », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Kate Lewis, qui a travaillé sur la recherche en tant qu’étudiante au doctorat au Département des sciences du système terrestre de Stanford. « C’est la première fois que cela est signalé dans l’océan Arctique. »

Nouveaux approvisionnements alimentaires

Le phytoplancton a besoin de lumière et de nutriments pour se développer. Mais la disponibilité et le mélange de ces ingrédients dans toute la colonne d’eau dépendent de facteurs complexes. En conséquence, bien que les chercheurs de l’Arctique aient observé des proliférations de phytoplancton se surmultiplier au cours des dernières décennies, ils ont débattu de la durée de la perche et de sa hauteur.

En assemblant une nouvelle collection massive de mesures de la couleur des océans pour l’océan Arctique et en construisant de nouveaux algorithmes pour estimer les concentrations de phytoplancton à partir de celles-ci, l’équipe de Stanford a découvert des preuves que l’augmentation continue on de la generation pourrait ne furthermore être aussi limitée par la rareté des nutriments qu’on ne le pensait. « Nous en sommes encore aux premiers jours, mais il semble que maintenant il y a un changement vers une plus grande quantité de nutriments », a déclaré Arrigo, le professeur Donald et Donald M. Steel en sciences de la Terre.

Les chercheurs émettent l’hypothèse qu’un nouvel afflux de nutriments afflue d’autres océans et se propage des profondeurs de l’Arctique. « Nous savions que l’Arctique avait augmenté sa generation au cours des dernières années, mais il semblait attainable que le système recyclait simplement le même inventory de nutriments », a déclaré Lewis. « Notre étude montre que ce n’est pas le cas. Le phytoplancton absorbe in addition de carbone année après année à mesure que de nouveaux nutriments pénètrent dans cet océan. C’était inattendu, et cela a de grands impacts écologiques. »

Décoder l’Arctique

Les chercheurs ont pu extraire ces informations des mesures de la chlorophylle des pigments végétaux verts prises par les capteurs satellites et les croisières de recherche. Mais en raison de l’interaction inhabituelle de la lumière, des couleurs et de la vie dans l’Arctique, le travail a nécessité de nouveaux algorithmes. « L’océan Arctique est l’endroit le additionally difficile au monde pour la télédétection par satellite », a expliqué Arrigo. « Les algorithmes qui fonctionnent partout ailleurs dans le monde – qui examinent la couleur de l’océan pour juger de la quantité de phytoplancton – ne fonctionnent pas du tout dans l’Arctique. »

La difficulté provient en partie d’un énorme volume d’eau de rivière couleur thé, qui transporte de la matière organique dissoute que les capteurs à distance confondent avec la chlorophylle. Une complexité supplémentaire vient des façons inhabituelles dont le phytoplancton s’est adapté à la lumière extrêmement faible de l’Arctique vous vous retrouvez avec de graves erreurs dans vos estimations », a déclaré Lewis.

Pourtant, ces données de télédétection sont essentielles pour comprendre les tendances à very long terme à travers un bassin océanique dans l’un des environnements les plus extrêmes du monde, où une seule mesure directe de la centrale nucléaire peut nécessiter 24 heures de travail 24h / 24 par une équipe de scientifiques à bord d’un brise-glace, a déclaré Lewis. Elle a soigneusement préparé des ensembles de mesures de la couleur des océans et des centrales nucléaires, puis a utilisé la foundation de données compilée pour créer des algorithmes adaptés aux disorders uniques de l’Arctique. La base de données et les algorithmes sont désormais disponibles pour un utilization community.

Le travail permet de comprendre remark le changement climatique façonnera la productivité foreseeable future de l’océan Arctique, l’approvisionnement alimentaire et la capacité d’absorber le carbone. « Il va y avoir des gagnants et des perdants », a déclaré Arrigo. « Un Arctique as well as productif signifie furthermore de nourriture pour beaucoup d’animaux. Mais de nombreux animaux qui se sont adaptés pour vivre dans un environnement polaire ont de as well as en in addition de difficultés à mesure que la glace se retire. »

La croissance du phytoplancton peut également atteindre son apogée avec le reste du réseau trophique, car or truck la glace fond moreover tôt dans l’année. Ajoutez à cela la probabilité d’une augmentation du trafic maritime à mesure que les eaux de l’Arctique s’ouvrent et le fait que l’Arctique est tout simplement trop petit pour absorber une grande partie des émissions mondiales de gaz à effet de serre. « Il absorbe beaucoup as well as de carbone qu’auparavant », a déclaré Arrigo, « mais ce n’est pas quelque chose sur lequel nous allons pouvoir compter pour nous aider à sortir de notre problème climatique ».

Cette recherche a été financée par le programme de bourses d’études en sciences de la Terre et de l’espace de la NASA et la Countrywide Science Basis.