Plus de deux milles sous la surface de l'océan, microbe, vers, des poissons, et d'autres créatures, grandes et petites, prospèrent. Ils dépendent du transport de matière morte et en décomposition depuis la surface (neige marine) pour se nourrir à ces profondeurs sombres.

Près de la surface de la mer, le dioxyde de carbone de l'atmosphère est incorporé dans les corps des algues microscopiques et les animaux qui les mangent. Quand ils meurent, ces organismes s'enfoncent dans les profondeurs, transportant du carbone avec eux.

Cet approvisionnement en carbone des grands fonds n'est pas constant. A l'heure, des mois à des années de neige marine tombent dans l'abîme lors d'événements très brefs.

Dans une nouvelle étude publiée dans le Actes de l'Académie nationale des sciences ( PNAS ), Les scientifiques de MBARI et leurs collaborateurs montrent qu'il y a eu une augmentation des événements de pouls au large des côtes de la Californie. Ils montrent aussi que, bien que de tels épisodes soient très importants pour le cycle du carbone, ils ne sont pas bien représentés dans les modèles climatiques mondiaux.

Le scientifique principal de MBARI, Ken Smith, a étudié comment les communautés d'eau profonde réagissent à l'évolution de l'approvisionnement en carbone au cours des 29 dernières années sur un site de recherche en eau profonde appelé Station M. Ce site de surveillance à long terme est de 4, 000 mètres (2,5 miles) sous la surface de l'océan et 220 kilomètres (124 miles) au large de la côte californienne. Il s'agit du seul site en eau profonde au monde où l'offre et la demande continues de carbone sont enregistrées en détail sous forme de séries chronologiques.

Une suite d'instruments autonomes à Station M aide les chercheurs à étudier les événements d'impulsion et leurs impacts sur le biote des grands fonds. Deux ensembles de pièges à sédiments, suspendu à 50 et 600 mètres au-dessus du fond marin, ramasser la neige marine qui coule tous les 10 jours. En bas, les caméras time-lapse prennent des photographies horaires du fond marin, qui aident les scientifiques à détecter les changements dans les quantités de neige marine et les changements dans les communautés animales.

Depuis 2011, Le Rover benthique de MBARI, un véhicule sous-marin autonome de la taille d'une petite voiture, a parcouru 11 kilomètres (sept milles) sur le fond marin à la station M. Il mesure la consommation d'oxygène par les microbes et les animaux au fond, permettant aux scientifiques d'estimer la quantité de nourriture (carbone) consommée.

Les PNAS L'étude s'est concentrée sur six périodes entre 2011 et 2017, au cours desquelles de grandes quantités de neige marine ont atteint les pièges à sédiments de la station M. Au cours de ces événements d'impulsions épisodiques, quatre fois plus de carbone atteint les profondeurs marines chaque jour, par rapport aux jours sans pouls.

Par rapport aux 20 premières années de la série chronologique, les événements d'impulsion sont devenus plus fréquents après 2011. Sur le carbone total qui a atteint les pièges à sédiments à 3, 400 mètres de profondeur de 2011 à 2017, plus de 40 pour cent sont arrivés pendant les événements de pouls.

"Ces événements deviennent une partie beaucoup plus importante du cycle du carbone, " a déclaré Christine Huffard, biologiste marin au MBARI et co-auteur de l'étude. En réalité, étant donné que ces événements de pouls sont devenus plus importants et plus fréquents, les chercheurs ont dû doubler la taille des godets de collecte utilisés dans leurs pièges à sédiments.

Les impulsions de nourriture (et de carbone) vers les grands fonds ne sont actuellement pas prises en compte dans les modèles climatiques mondiaux. La formule "courbe de Martin", qui est basé sur les conditions de surface de la mer telles que la température de l'eau, est largement utilisé pour estimer la quantité de carbone atteignant les profondeurs marines. Huffard et ses coauteurs ont découvert que la courbe de Martin correspondait bien à leurs données les jours sans pouls, mais il a sous-estimé de 80 % la quantité de carbone arrivant pendant les événements d'impulsion.

« Au total, la courbe de Martin n'estimait que la moitié du carbone des grands fonds que nous avons mesuré, " dit Huffard.

Ces résultats ont des implications sur la façon dont la courbe de Martin et des modèles similaires sont utilisés pour préparer des estimations du bilan mondial du carbone pour les rapports d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat. "Nous devons trouver un moyen de faire évoluer ces modèles afin qu'ils puissent capturer ces événements, étant donné leur importance globale, " dit Huffard.

Comme prochaine étape, l'équipe de recherche cherchera à étudier de plus près les événements de pouls individuels. Huffard a souligné que de nombreuses questions restent sans réponse. « Qu'est-ce qui rend chaque impulsion différente ? Pourquoi sont-elles tellement plus répandues maintenant qu'auparavant ? Quelles conditions de surface conduisent à leur formation ? » elle a dit. « Si nous comprenons cela, on peut éventuellement modéliser des impulsions à partir de données satellitaires, afin que nos modèles mondiaux puissent prédire avec plus de précision les budgets mondiaux de carbone. »

"Nous aimerions avoir 50 Station Ms partout dans le monde, mais on ne peut pas, " Huffard a ajouté. " De manière réaliste, nous devons modéliser cela en utilisant la couverture mondiale fournie par les satellites. "