Le fer (Fe) micronutriment est reconnu comme un facteur clé dans le contrôle de la productivité primaire océanique, et impactant par la suite le cycle du carbone et l'écosystème marin. La zone de haute latitude du Pacifique Nord est l'une des trois principales régions à haute teneur en nutriments et à faible teneur en chlorophylle (HNLC) de la Terre. Aussi, la croissance du phytoplancton est limitée par la disponibilité de Fe. Changement climatique, les activités humaines et l'acidification des océans devraient influencer la disponibilité et le transport de Fe dans l'océan. Par conséquent, il est très important d'étudier le cycle du Fe et de faire des prédictions fiables pour l'avenir.

« En raison de l'activité humaine, la quantité et la composition de Fe induite par la décomposition atmosphérique ont changé et ont affecté l'océan. Après s'être déposé dans l'océan, la distribution et le transport de Fe sont principalement déterminés par des processus physiques, par exemple., mélange et remontée. Donc, clarifier les sources et le transport du Fe biologiquement disponible sont des questions scientifiques clés pour la compréhension de l'écosystème marin, " explique le Dr Fei Chai, chercheur au Second Institute of Oceanography et auteur correspondant d'un rapport de projet récemment publié dans Lettres scientifiques atmosphériques et océaniques .

"La disponibilité biologique de Fe dans l'océan dépend également de la quantité et de la force des ligands complexes organiques. La distribution spatiale des ligands de liaison au Fe est très variable, avec plus de ligands trouvés dans le Pacifique Nord-Ouest que dans le Pacifique Nord-Est. Aussi, la force des ligands est principalement affectée par le pH de l'eau, avec un pH inférieur réduisant la force des ligands et diminuant le taux d'absorption de Fe des diatomées. Par conséquent, sous l'influence de l'acidification des océans, la distribution et la force des ligands de liaison au fer changeront considérablement, avec des impacts ultérieurs sur l'écosystème du Pacifique Nord, " ajoute le Dr Chai.

Dr Fei Chai et son équipe, du Second Institut d'Océanographie, développera et utilisera un modèle couplé physique-biologique-Fe, nommé ROMS-CoSiNE-Fe, dans le Pacifique Nord. Le modèle intégrera le cycle du Fe pour la partie supérieure du Pacifique Nord et fera des prévisions de la production primaire et des écosystèmes marins à l'avenir. Le projet est financé par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine de 2018 à 2022.

"Ces études exploreront les sources et le transport de Fe biologiquement disponible dans la région HNLC. Les résultats peuvent donner des conseils scientifiques aux parties prenantes sur la faisabilité de la fertilisation océanique en Fe, " dit le Dr Chai, "À l'avenir, nous espérons mieux comprendre le taux d'absorption de Fe par le phytoplancton et faire des prédictions sur les changements dans l'écosystème marin du Pacifique Nord."