Les chercheurs de MBARI ont récemment mesuré des concentrations élevées de dioxyde de carbone dans l'air soufflé vers la mer depuis les villes et les zones agricoles, dont la Silicon Valley. Dans un nouveau papier en PLOS UN , ils calculent que ce processus auparavant non documenté pourrait augmenter la quantité de dioxyde de carbone se dissolvant dans les eaux océaniques côtières d'environ 20 pour cent.

Étendre leurs calculs aux zones côtières du monde entier, les chercheurs estiment que ce processus pourrait ajouter 25 millions de tonnes supplémentaires de dioxyde de carbone à l'océan chaque année, ce qui représenterait environ un pour cent de l'absorption annuelle totale de dioxyde de carbone par l'océan. Cet effet n'est actuellement pas inclus dans les calculs de la quantité de dioxyde de carbone qui pénètre dans l'océan en raison de la combustion de combustibles fossiles.

Moins de la moitié du dioxyde de carbone que les humains ont libéré au cours des 200 dernières années est resté dans l'atmosphère. Le reste a été absorbé dans des proportions presque égales par les écosystèmes océaniques et terrestres. La rapidité avec laquelle le dioxyde de carbone pénètre dans l'océan dans une zone particulière dépend d'un certain nombre de facteurs, y compris la vitesse du vent, la température de l'eau, et les concentrations relatives de dioxyde de carbone dans les eaux de surface et dans l'air juste au-dessus de la surface de la mer.

MBARI mesure presque continuellement les concentrations de dioxyde de carbone dans l'air et l'eau de mer de la baie de Monterey depuis 1993. Mais ce n'est qu'en 2017 que les chercheurs ont commencé à examiner attentivement les données atmosphériques collectées par les robots de surface. "Un de nos stagiaires d'été, Diego Sancho-Gallegos, analysé les données de dioxyde de carbone atmosphérique de nos mouillages de recherche et trouvé des niveaux beaucoup plus élevés que prévu, " a expliqué l'océanographe biologique MBARI Francisco Chavez.

Chavez a continué, « Si ces mesures avaient été prises à bord d'un navire, les chercheurs auraient pensé que le dioxyde de carbone supplémentaire provenait du système d'échappement du moteur du navire et les auraient écartés. Mais nos amarres et robots de surface ne rejettent pas de dioxyde de carbone dans l'atmosphère."

Au début de 2018, l'assistant de recherche MBARI Devon Northcott a commencé à travailler sur l'ensemble de données, l'analyse des concentrations horaires de dioxyde de carbone dans l'air au-dessus de la baie de Monterey. Il a remarqué une autre tendance frappante :les concentrations de dioxyde de carbone ont culminé tôt le matin.

Bien que les scientifiques de l'atmosphère aient déjà remarqué des pics tôt le matin dans les concentrations de dioxyde de carbone dans certaines villes et zones agricoles, c'était la première fois que de tels pics étaient mesurés au-dessus des eaux océaniques. La découverte contredisait également une hypothèse scientifique courante selon laquelle les concentrations de dioxyde de carbone dans les zones océaniques ne varient pas beaucoup dans le temps ou dans l'espace.

Northcott a pu localiser les sources de ce dioxyde de carbone supplémentaire à l'aide de mesures effectuées à partir d'un vaisseau de surface robotique appelé Wave Glider, qui va et vient à travers la baie de Monterey en mesurant le dioxyde de carbone dans l'air et l'océan pendant des semaines à la fois.

"Parce que nous avons eu des mesures du Wave Glider à de nombreux endroits différents autour de la baie, " Northcott a expliqué, "Je pouvais utiliser la position du Wave Glider ainsi que la vitesse et la direction du vent pour trianguler la direction d'où provenait le dioxyde de carbone."

Les données suggèrent deux sources principales pour les pics matinaux de dioxyde de carbone :les vallées de Salinas et de Santa Clara. La vallée de Salinas est l'une des plus grandes zones agricoles de Californie, et de nombreuses plantes libèrent du dioxyde de carbone la nuit, ce qui peut expliquer pourquoi il y avait plus de dioxyde de carbone dans l'air de cette région. La vallée de Santa Clara [alias Silicon Valley] est une zone urbaine dense, où des vents légers et d'autres conditions atmosphériques tôt le matin pourraient concentrer le dioxyde de carbone libéré par les voitures et les usines.

Les brises matinales typiques soufflent directement de la vallée de Salinas à travers la baie de Monterey. Les brises matinales transportent également l'air de la vallée de Santa Clara vers le sud, puis vers l'ouest à travers une brèche dans les montagnes (Hecker Pass) et à travers la baie de Monterey.

"Nous avions cette preuve que le dioxyde de carbone venait d'une zone urbaine, " a expliqué Northcott. " Mais quand nous avons regardé la littérature scientifique, il n'y avait rien sur l'air des zones urbaines affectant l'océan côtier. Les gens avaient pensé à ça, mais personne ne l'avait mesuré systématiquement auparavant."

Les chercheurs ne voient pas cet article comme un dernier mot, mais comme un "réveil" pour d'autres scientifiques. "Cela soulève de nombreuses questions que nous espérons que d'autres chercheurs examineront, " a déclaré Chavez. " L'une des premières et des plus importantes choses serait de faire des mesures détaillées du dioxyde de carbone dans l'atmosphère et l'océan dans d'autres zones côtières. Nous devons savoir s'il s'agit d'un phénomène mondial. Nous aimerions également impliquer la communauté de la modélisation atmosphérique."

"Nous avons estimé que cela pourrait augmenter la quantité de dioxyde de carbone entrant dans les eaux côtières d'environ 20 pour cent, ", a déclaré Chavez. "Cela pourrait avoir un effet sur l'acidité de l'eau de mer dans ces zones. Malheureusement, nous n'avons aucun bon moyen de mesurer cette augmentation de l'acidité car le dioxyde de carbone met du temps à pénétrer dans l'océan et les concentrations de dioxyde de carbone varient considérablement dans les eaux côtières. »

"Il doit y avoir d'autres polluants dans cet air urbain qui affectent également l'océan côtier, " il ajouta.

"C'est encore un autre cas où les données des robots et capteurs autonomes de MBARI nous ont conduits à des découvertes nouvelles et inattendues, " a déclaré Chavez. " Espérons que d'autres scientifiques verront ces résultats et voudront savoir si cela se produit dans leur propre arrière-cour. "