De la collecte d'échantillons sur le terrain à l'intérieur de la banquise gelée de l'océan à l'analyse d'images satellite dans le confort de son bureau de Stanford, Kevin Arrigo a essayé de comprendre comment l'amincissement rapide de la glace du monde affecte les chaînes alimentaires polaires. Arrigo, professeur de science du système terrestre à la Stanford School of Earth, Sciences de l'énergie et de l'environnement, a constaté que si la fonte des glaces menace d'amplifier les problèmes environnementaux à l'échelle mondiale, Le retrait de la calotte glaciaire peut fournir de la nourriture dont les écosystèmes locaux ont grand besoin.

A travers ce travail, Arrigo a découvert que l'amincissement de la glace aux pôles peut atténuer les déserts alimentaires polaires en prolongeant les proliférations de phytoplancton. Cependant, la doublure argentée associée à la fonte des glaces ne peut pas compenser les menaces imminentes, comme l'élévation du niveau de la mer, associée à un retrait glaciaire incontrôlé.

Arrigo, qui est également le professeur Donald et Donald M. Steel en sciences de la Terre, s'est entretenu avec Stanford Report à propos de ses travaux sur les efflorescences polaires de phytoplancton et a discuté si les récentes nouvelles sur la rupture de la banquise suggèrent que nous avons atteint un point de basculement.

Qu'avez-vous appris sur l'impact de la fonte des glaciers sur les chaînes alimentaires dans les environnements extrêmes des pôles ?

Il s'avère que lorsque les glaciers se forment, ils accumulent des particules et des poussières qui contiennent des nutriments essentiels comme le fer, dont dépendent tous les êtres vivants pour leur survie. Alors que les glaciers fondent, ils ajoutent des nutriments à l'océan et fertilisent l'écosystème local. Au Groenland et en Antarctique, l'océan manque de fer, la fonte des glaciers compense donc le manque de fer.

Le phytoplancton photosynthétique est la base de la chaîne alimentaire dans l'océan et nécessite beaucoup de lumière et de nutriments pour se développer. Comme il y a peu de fer disponible pour ces usines de fabrication d'oxygène aux pôles, les apports de fer provenant de la fonte des glaciers permettent au phytoplancton de croître de plus en plus vite. Nous appelons cette croissance massive de la population de phytoplancton une prolifération d'algues et avons constaté que ces proliférations augmentent considérablement la quantité de nourriture disponible pour les animaux dans ces zones. Plus de nourriture signifie plus de croissance, ce qui augmente la productivité de la région et crée des points chauds biologiques où les plus grandes concentrations d'oiseaux marins, les phoques et les baleines se rassemblent.

Vous étudiez également les efflorescences phytoplanctoniques qui se produisent près des polynies – des étendues océaniques entourées de glace – que vous avez décrites comme les points d'eau de l'Antarctique. Que veux-tu dire par là?

Les polynies sont vraiment chouettes. Les polynies sont simplement des zones d'eau libre entourées de glace, et généralement des endroits où vous vous attendriez à trouver de la glace, mais ce n'est pas le cas. Nous les trouvons tout autour de l'Antarctique côtier, et la principale raison pour laquelle ils se forment est lorsque de l'air vraiment froid descend des côtés de la calotte glaciaire de l'Antarctique, ils soufflent dans la région côtière au large et chassent la glace. Au printemps quand le soleil se lève, le phytoplancton des polynies croît plus vite que partout ailleurs dans la région. Les polynies ont tendance à être des oasis écologiques d'une importance disproportionnée pour leur taille, où les animaux se rassemblent en grandes colonies pour profiter des eaux hautement productives et riches en nutriments.

Il semble que vos recherches montrent un avantage à la fonte des glaciers. Est-ce vrai?

Dans les endroits où il y a encore une telle pénurie de fer, la fonte des glaciers continuera de stimuler la production en fournissant de la nourriture à un large éventail d'animaux pour les années à venir. Aussi, parce que le phytoplancton extrait le CO2 de l'atmosphère, ces fleurs aident à refroidir la planète, qui ralentit la fonte des glaciers.

Cependant, rien de tout cela ne contrebalance les effets négatifs de la fonte des glaces, comme l'élévation du niveau de la mer ou la perte d'habitat essentiel, parce que c'est un petit effet qui sera submergé par pratiquement tout ce que nous faisons en termes de combustion de combustibles fossiles.

Donc, si le mal l'emporte sur le bien en termes de fonte des glaces, comment ralentir le processus de retrait glaciaire ?

La chose évidente à faire est de réduire les émissions de gaz à effet de serre et de réduire les concentrations de CO2 dans l'atmosphère afin qu'elle arrête de se réchauffer si rapidement. L'Arctique se réchauffe aussi vite qu'il l'est parce qu'il y a une rétroaction qui se produit entre la lumière du soleil entrant et la Terre réfléchissant la lumière du soleil en retour, appelé la rétroaction de l'albédo de glace. L'une des raisons pour lesquelles l'Arctique et l'océan Austral sont si froids est qu'ils sont glacés et reflètent une grande partie de la chaleur qu'ils renvoient dans l'espace.

Ce qui se passe maintenant, c'est parce que nous faisons fondre plus de glace, nous reflétons beaucoup moins la lumière du soleil vers l'espace et l'océan absorbe la chaleur au lieu de la refléter. L'Arctique se réchauffe donc deux fois plus vite que le reste de la Terre parce que normalement, cette glace renvoie la chaleur vers l'espace.

C'est presque comme un schéma de Ponzi. Pendant un certain temps, vous pouvez continuer à payer ces investisseurs initiaux, ou dans ce cas empêcher un peu de glace de fondre, mais finalement, les nouveaux investisseurs commencent à se tarir et il n'y a tout simplement plus assez d'argent – ​​ou de glace – pour soutenir l'opération. C'est le même genre de chose. La rétroaction de l'albédo de la glace est sur cette trajectoire où vous arrivez au point qu'il y a si peu de glace dans l'Arctique qu'elle n'a plus l'effet de refroidissement qu'elle avait et qu'elle se réchauffe simplement.

Considering the recent news about the Arctic's thickest sea ice breaking apart prematurely, do you think we are approaching a tipping point in terms of rapidly disappearing ice?

We may be at the tipping point now, and from the sea level rise perspective it certainly worries me. There's talk about the potential for catastrophic collapse in the Western Antarctic ice sheet – it seems to be melting faster and faster than we keep predicting that it's going to melt. That is certainly a concern.

What are you doing to mitigate the impacts of disappearing ice at the poles?

We're currently working on a project with the Center for Ocean Solutions to see what are the likely outcomes of melting ice, and the associated increased exploitation of resources, in the Arctic now that it's becoming more accessible. So what are the likely impacts – or at least what are the possible impacts – of increased shipping, increased oil exploration, combined with increased melting of ice, increased ocean acidification, and how will that affect the ecosystems in the Arctic?

We are interested in the implications rapidly melting ice has on the populations that live there, that rely on those resources for food every day. What's it going do for bowhead whaling and the salmon fisheries? We want to apply natural capital risk-assessment models to the Arctic that will allow us to identify places that are most at-risk and try to do some assessments by looking at multiple stressors on the Arctic to see if there are leverage points in the system where we can actually make a difference.