Au fond de la zone crépusculaire de l'océan, des essaims d'organismes unicellulaires voraces pourraient altérer le cycle du carbone de la Terre d'une manière que les scientifiques n'auraient jamais imaginée, selon une nouvelle étude de chercheurs de la Florida State University.

Dans la zone 100 à 1, 000 mètres sous la surface de l'océan - surnommée la zone crépusculaire en raison de son obscurité en grande partie impénétrable - les scientifiques ont découvert que de minuscules organismes appelés phaeodariens consomment en train de couler, particules riches en carbone avant qu'elles ne se déposent sur les fonds marins, où ils seraient autrement stockés et séquestrés de l'atmosphère pendant des millénaires.

Cette découverte, les chercheurs suggèrent, pourrait indiquer la nécessité d'une réévaluation de la façon dont le carbone circule dans l'océan, et une nouvelle évaluation du rôle que ces micro-organismes pourraient jouer dans le changement climatique de la Terre.

Les résultats ont été publiés dans la revue Limnologie et Océanographie .

Chercheur principal et professeur adjoint FSU d'océanographie Mike Stukel, qui a mené l'étude avec le programme de recherche écologique à long terme sur l'écosystème actuel de Californie, étudie la pompe biologique, le processus par lequel le carbone est transporté de la surface aux profondeurs de l'océan.

"Le dioxyde de carbone se diffuse constamment dans l'océan depuis l'atmosphère et retourne dans l'atmosphère depuis l'océan, " dit Stukel. " Dans l'océan de surface, quand le phytoplancton fait la photosynthèse, ils absorbent le dioxyde de carbone. Mais le phytoplancton n'a qu'une durée de vie de quelques jours à une semaine, Ainsi, ce phytoplancton est susceptible de mourir à la surface de l'océan, généralement en étant mangé par de petits organismes comme le krill. »

Quand le krill et les autres zooplanctons respirent, ils rejettent du dioxyde de carbone dans la surface de l'océan, et finalement de retour dans l'atmosphère. Typiquement, le dioxyde de carbone à la surface de l'océan et de l'atmosphère reste équilibré à un quasi-équilibre.

La seule façon dont l'océan subit une absorption nette de dioxyde de carbone de l'atmosphère est si le carbone organique à la surface est transporté vers les profondeurs de l'océan, généralement sous la forme de particules descendantes.

Les particules peuvent couler de la surface de l'océan pour un certain nombre de raisons. Organismes morts, les matières fécales ou les emballages amalgamés de particules organiques sont tous des véhicules courants pour le transport du carbone. Diatomées, un type de phytoplancton abondant qui effectue environ un quart de la photosynthèse mondiale, produire des coquilles de silice ressemblant à du verre qui les rendent sensiblement plus denses que l'eau, les faisant couler rapidement.

Si ces particules en train de couler devaient atteindre les profondeurs de l'océan sans être obstruées, leur carbone serait retenu de l'atmosphère pendant des centaines d'années. Mais, comme Stukel et son équipe l'ont découvert, ce n'est pas toujours le cas.

En utilisant un système de caméra avancé qui a permis aux chercheurs d'identifier des organismes aussi petits que 500 microns (la moitié de l'épaisseur d'un centime), l'équipe a découvert une profusion de micro-organismes - bien plus qu'ils ne s'y attendaient - dans la zone de crépuscule océanique cruciale. Leur question majeure :Quels étaient les rôles de ces organismes, et les phaeodaires en particulier, en consommant des particules descendantes ?

"En quantifiant combien il y en avait, puis en quantifiant la proportion de particules qu'ils intercepteraient, nous avons pu calculer qu'ils pourraient consommer jusqu'à environ 20 % des particules s'échappant de la couche de surface, " dit Stukel. " Et c'était juste pour une famille particulière de phaeodariens, appelé aulosphaeridae."

Lorsque les particules descendantes sont consommées, ces particules sont nécessairement empêchées d'atteindre les profondeurs de l'océan. L'idée qu'un groupe de micro-organismes pourrait consommer 20 pour cent des particules riches en carbone provenant des eaux de surface de cette zone d'étude limitée, Stukel a dit, suggère que les micro-organismes du monde entier pourraient jouer un rôle bien plus important dans le cycle du carbone que les scientifiques ne le pensaient auparavant.

Alors qu'à certains moments, les aulosphaeridae seraient si abondants qu'ils consommeraient jusqu'à 30 pour cent des particules en train de couler, d'autres fois, les organismes étaient à peine présents. Une meilleure compréhension de cette variabilité dans l'abondance des aulosphaeridae et des organismes similaires peut aider des chercheurs comme Stukel à prédire avec plus de précision comment la pompe biologique pourrait évoluer à l'avenir.

"Notre capacité à comprendre comment ces choses vont changer est importante pour comprendre comment le cycle mondial du carbone va changer, " a déclaré Stukel. "Nous devons apprendre ce qui se passe dans le reste du monde, et nous devons savoir ce qui cause ces énormes changements, du moment où ces organismes sont un acteur vraiment dominant à un acteur marginal. »