Dans les profondeurs du océan Antartique, un mécanisme naturel vital émerge, participant activement à la régulation climatique. Grâce aux découvertes sur la microalgue Phaeocystis antarctica, une étude récente publiée dans Nature Geoscience révèle comment ce phytoplancton contribue à la capture de CO₂, protégeant notre atmosphère des effets néfastes du changement climatique.
La Microalgue qui Stimule la Capture du Carbone dans l’Océan Antarctique
Dans l’extrême sud de notre planète, l’océan Antarctique joue un rôle crucial dans l’équilibre climatique en éliminant le dioxyde de carbone (CO₂) de l’atmosphère. Différentes études, y compris celles de la NASA, ont montré que ces eaux absorbent beaucoup plus de CO₂ qu’elles n’en libèrent, faisant de cette région un sumidero de référence dans le système terrestre.
Un travail international récemment publié dans Nature Geoscience a utilisé des technologies d’ADN ancien pour dévoiler l’évolution de la productivité biologique dans la région, plaçant la microalgue Phaeocystis antarctica au cœur de la bombe biologique de carbone. L’étude se concentre sur le Cold Reversal Antarctique (ACR), une période froide survenue il y a environ 14 000 ans, qui a altéré la composition du phytoplancton et, par conséquent, l’efficacité du stockage de CO₂.
Phaeocystis antarctica : Élément Clé du Séquestre Naturel de CO₂
Les données génétiques et géochimiques révèlent que pendant l’ACR, la haptofite Phaeocystis antarctica était le composant dominant de la communauté photosynthétique, représentant plus de 60 % de la production primaire. D’autres groupes, tels que les diatomées du genre Fragilariopsis, se chiffrent à environ 15 %, suggérant un changement clair dans la structure du phytoplancton.
Cette prédominance biologique a entraîné une capacité accrue à capturer le CO₂ par photosynthèse et à transférer la matière organique vers les profondeurs marines et les sédiments, renforçant ainsi le fonctionnement de la bombe biologique. De plus, Phaeocystis peut maintenir des taux photosynthétiques très élevés même en conditions de faible irradiation — caractéristiques des zones sous la glace marine — ce qui lui donne un avantage sur des groupes moins efficaces dans l’exportation de carbone.
L’équipe de recherche a observé une relation claire : l’augmentation de l’abondance de Phaeocystis était corrélée à une diminution des niveaux de CO₂ atmosphérique. Cette relation inverse a également coïncidé avec un stockage plus intense de carbone dans la colonne d’eau et dans les sédiments, réduisant ainsi la concentration de ce gaz à effet de serre dans l’air.
En parallèle, l’indicateur Ba/Fe — qui compare le barium et le fer dans les sédiments — a atteint des valeurs élevées durant les périodes riches en Phaeocystis. Ce signal géochimique est en accord avec des pics de productivité et une augmentation de l’exportation de carbone vers le fond marin.
ADN Ancien et Signaux Géochimiques pour Comprendre l’Océan Austral
La recherche a utilisé la sedaDNA (ADN ancien marin) prélevé dans un noyau de sédiment extrait à près de 2 000 mètres de profondeur dans le Strait de Bransfield, au nord de la péninsule antarctique. Cette technique permet de détecter des organismes qui ne laissent pas de fossiles visibles, comblant ainsi une lacune classique dans les enregistrements paléobiologiques de l’océan Austral.
Le procès a combiné la séquençation massive avec des analyses chimiques de barium et de fer, ainsi que des outils bioinformatiques et des modèles statistiques. En croisant des preuves génétiques et géochimiques, l’équipe a minutieusement reconstruit les changements survenus dans la communauté des producteurs primaires et leur impact sur la capture de CO₂ au cours des millénaires précédents.
Les périodes d’abondance en Phaeocystis étaient associées à des conditions plus favorables à une plus grande activité biologique et à un séquestre de carbone plus efficace depuis l’atmosphère vers l’océan profond. Ce modèle soutient l’idée que l’océan Antarctique fonctionne comme un grand sumidero et aide à expliquer les variations historiques du CO₂ atmosphérique.
Cependant, les auteurs mettent en garde que la réduction de la glace marine — liée au réchauffement climatique — pourrait diminuer la fréquence et l’intensité de ces floraisons. Une abondance moindre de Phaeocystis signifierait moins de carbone retenu dans l’océan et une plus grande accumulation de CO₂ dans l’atmosphère.
De plus, Phaeocystis est également une source de diméthyl sulfure (DMS), un gaz favorisant la formation de nuages et augmentant la réflectivité de la radiation solaire. Si ces microalgues diminuent, la nébulosité pourrait également diminuer, compromettant un mécanisme naturel de régulation climatique et amplifiant les effets du changement climatique.
Ce travail, qui allie génétique de pointe et étude approfondie des sédiments, constitue une pièce essentielle pour comprendre comment les fluctuations du phytoplancton antarctique influencent les flux de carbone et le climat. Les résultats établissent Phaeocystis antarctica comme un élément fondamental de la mécanique permettant à l’océan Antarctique de capturer et de stocker le CO₂, tout en soulignant la vulnérabilité de ce processus face à la perte de glace marine.
Mon avis :
L’océan Antartique joue un rôle crucial dans la capture du CO₂, principalement grâce à la microalga Phaeocystis antarctica, qui favorise le stockage de carbone. Cependant, la réduction de la glace marine due au réchauffement climatique pourrait diminuer cette capacité, entraînant plus de CO₂ dans l’atmosphère, affaiblissant ainsi les mécanismes naturels de régulation climatique.
Les questions fréquentes :
Qu’est-ce que le rôle de l’océan Antarctique dans la capture du CO₂ ?
L’océan Antarctique joue un rôle crucial dans l’équilibre climatique en absorbant plus de dioxyde de carbone (CO₂) de l’atmosphère qu’il n’en libère. Des études, y compris celles de la NASA, confirment que ces eaux fonctionnent comme un important puits de carbone sur Terre.
Quelle est l’importance de la microalgue Phaeocystis antarctica ?
La microalgue Phaeocystis antarctica est essentielle pour la capture naturelle de CO₂. Elle a dominé la communauté phytoplanctonique pendant le période froide de l’Antarctic Cold Reversal (ACR) et a permis une plus grande efficacité dans le stockage de carbone grâce à sa capacité à identifier et à utiliser les faibles niveaux d’irradiance, typiques sous la glace marine.
Comment les chercheurs ont-ils étudié la productivité biologique de la région ?
Les chercheurs ont utilisé des techniques de séquençage d’ADN ancien et des analyses chimiques pour examiner des noyaux de sédiments prélevés en profondeur dans l’océan. Cette approche a permis d’identifier des organismes souvent invisibles dans les archives paléobiologiques et de reconstruire les changements dans la communauté phytoplanctonique ainsi que leur impact sur la capture du CO₂ au fil du temps.
Quelles sont les implications du changement climatique pour Phaeocystis antarctica ?
La réduction de la glace marine due au réchauffement climatique pourrait réduire la fréquence des floraisons de Phaeocystis antarctica. Une diminution de ces algues entraîne moins de capture de carbone, augmentant ainsi la concentration de CO₂ dans l’atmosphère. Cela remet en question l’équilibre climatique et la régulation naturelle du climat, car ces microalgues jouent également un rôle dans la formation des nuages.