La fertilisation naturelle des eaux du plateau des Kerguelen renforce la séquestration du carbone (KEOPS)

Mercredi, 23 avril 2008

Grâce aux nombreuses mesures réalisées au cours de la campagne KEOPS(1), des chercheurs issus de trois laboratoires français de l'INSU-CNRS(2) et d'un laboratoire australien(3) ont montré que les eaux du plateau des Kerguelen dans l'océan Austral Indien, riches en sels nutritifs et bénéficiant de la présence naturelle de fer, sont un puits important pour le carbone atmosphérique. En outre, l'export vers les profondeurs du carbone absorbé y est trois fois plus important que dans les eaux environnantes pauvres en fer et deux fois plus important que lors des expériences de fertilisation artificielle. Ces résultats sont publiés dans le numéro spécial KEOPS de la revue Deep-Sea Research Part II à paraître en mai.

L'objectif de la campagne KEOPS (Kerguelen ocean and compared plateau study), qui s'est déroulée du 8 janvier au 13 février 2005, à bord du Marion Dufresne de l'IPEV, au sud-est des îles Kerguelen dans l'océan Austral Indien, était d'étudier la floraison d'algues observée chaque printemps sur le plateau des Kerguelen mais non aux alentours, toutes ces eaux étant pourtant riches en matières nutritives. Il s'agissait notamment d'estimer l'enrichissement naturel en fer de ces eaux et son impact sur la pompe biologique(4).
Suite à cette campagne, une étude parue en 2007 (communiqué de presse du 25-04-2007) mettait en évidence que, sous la couche de surface, les eaux du plateau des Kerguelen sont naturellement enrichies en fer grâce à un mélange vertical des eaux qui le ramène des profondeurs. Voilà qui expliquait au moins en partie qu'une floraison printanière se développe sur le plateau et pas au large, où les eaux ne bénéficient pas d'une telle fertilisation.

Au cours de cette campagne, diverses mesures ont été effectuées par le service d'observation OISO(5), en différents lieux et profondeurs : pression partielle en surface du dioxyde de carbone (CO2) gazeux, concentration en carbone inorganique total dissous, et alcalinité, température et salinité de l'eau de mer.

Pression partielle de CO2 dans l'océan de surface au large des Kerguelen dans l'océan Austral Indien. Plus on s'éloigne du plateau (A3), plus elle augmente. © KEOPS La pression partielle du CO2 gazeux est de 372 ± 5 µatm dans les eaux situées autour du plateau, soit une valeur proche de celle de la pression partielle du CO2 dans l'atmosphère : ces eaux sont donc quasi en équilibre avec l'atmosphère vis-à-vis du CO2. En revanche, elle n'est que de 311 ± 8 µatm dans les eaux du plateau, avec un minimum 301 µatm au coeur de la floraison, ce qui met en évidence que les eaux du plateau des Kerguelen sont un puits important pour le CO2 atmosphérique. Mais que devient ce gaz carbonique dissous ?

Concentration en chlorophylle (en µg.l-1) mesurée en janvier 2005 au large des Kerguelen dans l'océan Austral Indien. Plus on s'éloigne du plateau (A3), plus elle est faible. © KEOPS Grâce au jeu de données récolté, des chercheurs issus de trois laboratoires français(2) et d'un laboratoire australien(3) ont déterminé, en deux lieux situés pour l'un au coeur de la floraison (position A3) et pour l'autre dans son environnement (position C11), le flux quotidien de carbone exporté en profondeur via le plancton, une grandeur qui caractérise l'intensité de la pompe biologique.
Il s'avère que cet export est trois fois plus important au coeur de la floraison (export = 85 ± 33 mmoles.m-2.j-1) qu'à l'extérieur (export =23 ± 8 mmoles.m-2.j-1). Ce résultat prouve que la séquestration du carbone via la pompe biologique est renforcée en présence de fer.
Par ailleurs, la comparaison de ces résultats avec ceux obtenus lors des différentes fertilisations artificielles réalisées dans l'océan Austral montre que la pompe biologique est deux fois plus intense lorsque la fertilisation est naturelle.

Ces travaux ont été récompensés par le prix du meilleur poster étudiant à la dernière "SOLAS open science Conference" qui s'est tenu du 6 au 9 mars 2007 à Xiamen (Chine).

Ces recherches se poursuivent grâce aux observations réalisées chaque année depuis lors (en janvier) par le service d'observation OISO, à bord du Marion Dufresne et dans le même secteur. L'objectif est maintenant d'étudier et de modéliser la variabilité du puits de carbone océanique dans la zone fertilisée.

Note(s): 
  1. Seize laboratoires de recherche (français, australiens, belges et néerlandais) participent au programme KEOPS (KErguelen ocean and plateau compared study) soutenu par l'Institut national des sciences de l'Univers (INSU-CNRS) et dont la campagne a bénéficié du soutien logistique de l'Institut polaire français Paul Émile Victor (IPEV)
  2. Laboratoire océanographie physique et biogéochimique (INSU-CNRS, Université Aix-Marseille 2) du Centre d'océanologie de Marseille, Laboratoire d'océanographie et du climat : expérimentations et approches numériques (INSU-CNRS, Université Paris 6, MNHN, IRD) de l'Institut Pierre-Simon Laplace et Laboratoire d'océanographie biologique de Banyuls (INSU-CNRS, Université Paris 6) de l'Observatoire océanologique de Banyuls sur Mer
  3. Antarctic Climate and Ecosystems CRC, University of Tasmania, CSIRO Marine and Atmospheric Research, Australia
  4. La pompe biologique est la voie biologique de capture du carbone atmosphérique par l'océan : le carbone est fixé soit dans les tissus des organismes présents dans l'océan via la photosynthèse, soit dans les coquilles calcaires de certains micro-organismes. Une partie du carbone ainsi fixé est ensuite entraînée en profondeur sous forme de déchets ou de cadavres.
  5. OISO (Océan Indien service d'observation) est un service d'observation de l'INSU, chargé de la mise en place d'un réseau couplé d'observations océaniques et atmosphériques à long terme pour l'étude des sources et puits de carbone de l'océan.
Pour en savoir plus: 
Source(s): 

Jouandet, M.P., Blain, S., Metzl, N., Brunet, C., Trull, T. and Obernosterer, I. A seasonal carbon budget for a naturally fertilized bloom over the Kerguelen plateau in the Southern Ocean. Deep Sea Research Part II, 10.1016/j.dsr2.2007.12.037.

Contact(s):
  • Marie-Paule Jouandet, LOPB/COM
    marie-paule [dot] jouandet [at] com [dot] univmed [dot] fr, 04 91 82 93 79

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