Les eaux côtières jouent un rôle important dans le cycle du carbone en transférant le carbone vers la haute mer ou en l'enfouissant dans les sols des zones humides et les sédiments océaniques, une nouvelle étude montre.

L'équipe, dirigé par Raymond Najjar, professeur d'océanographie au Penn State College of Earth and Mineral Sciences, construit le premier bilan carbone connu de la côte est de l'Amérique du Nord à partir de la pointe sud de la Nouvelle-Écosse, Canada, à la pointe sud de la Floride. Ils ont suivi les flux de carbone organique et inorganique entrant et sortant des eaux côtières.

Le cycle du carbone en haute mer et sur terre a fait l'objet de nombreuses recherches, mais les eaux côtières, qui bordent les deux régions, sont « passés à travers les mailles du filet, " a déclaré Najjar.

« Les eaux côtières ont tout un ensemble de problèmes difficiles à résoudre, comme les marées affectant certaines zones deux fois par jour, et cela a rendu difficile l'intégration de ce domaine dans les modèles quantitatifs, ", a-t-il déclaré. "Nous avons reconnu qu'il y avait un écart là-bas et avons pensé que nous devrions développer un budget carbone afin que nous puissions voir ce que nous savons et ce que nous ne savons pas."

Les modèles sont le principal moyen utilisé par les scientifiques pour prédire les futurs niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, qui à leur tour nous disent de combien la température de surface mondiale peut augmenter à cause de l'effet de serre. Cette nouvelle recherche aide à établir comment les eaux côtières influencent les niveaux atmosphériques de dioxyde de carbone et, à son tour, climat.

Najjar a commencé cette recherche en 2012 et s'est depuis associé à 29 autres scientifiques spécialisés dans divers aspects de l'océanographie côtière. L'équipe a rassemblé des données de dizaines d'études publiées pour quantifier la quantité de carbone entrant, sort et se transforme dans les eaux côtières de l'est de l'Amérique du Nord. Ils rapportent dans Global Biogeochemical Cycles que, du carbone entrant dans les eaux côtières à partir des rivières et de l'atmosphère, environ 20 pour cent sont enterrés tandis que 80 pour cent s'écoulent vers l'océan ouvert.

L'étude a subdivisé les eaux côtières en zones humides intertidales, les estuaires et les eaux du plateau continental. Les zones humides et estuaires à marée, en dépit d'être les plus petits écosystèmes du domaine d'étude à 2,4 pour cent et 9 pour cent de la superficie, respectivement, enterré la majorité du carbone de la région, l'équipe a trouvé. Les zones humides marécageuses ont enterré 42 pour cent du carbone dans l'étude et les estuaires en ont enterré 38 pour cent, pour un total de 80 pour cent de l'enfouissement du carbone dans les eaux côtières.

Najjar pense que cela est dû à la profondeur relativement faible de l'eau dans les zones humides et les estuaires des marées, ainsi que le fait que les rivières apportent de l'azote vital à ces écosystèmes.

« La façon dont le carbone est enterré commence généralement par la photosynthèse, par lequel le dioxyde de carbone est converti en matière organique sous forme de plancton, herbe des marais, mangrove, ou d'herbes marines, " dit-il. " Finalement, ce matériau meurt et se dépose au fond. Mais les eaux du plateau continental sont plus profondes que les zones humides intertidales et les estuaires, il y a donc plus de temps pour que les bactéries et les autres animaux consomment cette matière morte avant qu'elle ne puisse être enterrée. »

L'enfouissement du carbone est une mesure importante lorsqu'il s'agit de prédire les futurs niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère car, une fois le carbone dans les sédiments, il a le potentiel d'y rester et de ne pas contribuer à l'effet de serre. Cependant, la fragilité de la zone côtière, Najjar a dit, pourrait être source de préoccupation.

"Alors que le niveau de la mer continue de monter et de perturber les côtes, une partie du carbone enfoui pourrait être respirée et rejetée dans l'atmosphère sous forme de dioxyde de carbone, " il a dit.

L'équipe a utilisé l'approche du bilan massique pour ses calculs, qui suppose que la quantité totale de carbone entrant dans un système est égale à la quantité sortant d'un système. Le cycle du carbone dans les eaux côtières est complexe et l'équipe a cherché à identifier comment le carbone entre et sort des zones humides intertidales, les eaux du plateau continental et les estuaires. L'équipe a compilé les données de nombreuses études et pour la première fois synthétisé les observations et les sorties de modèles numériques pour développer une vision cohérente du cycle du carbone dans une grande région côtière. Les scientifiques ont également identifié des flux de carbone pour lesquels des recherches supplémentaires seraient nécessaires pour réduire les incertitudes, y compris l'échange de carbone entre les eaux du plateau continental et l'océan ouvert.

Najjar travaille maintenant avec des scientifiques pour créer un budget carbone qui inclut le golfe du Mexique, ainsi qu'un bilan carbone de la côte ouest de l'Amérique du Nord.