De minuscules algues appelées coccolithophores, comme cette Discosphaera tubifera, jouent un rôle majeur dans le cycle mondial du carbone. De nouvelles recherches montrent que les coccolithophores sont mystérieusement rares dans l'une des régions les plus fertiles et productives de l'océan Atlantique. Crédit :William Balch et Colin Fisher/Laboratoire Bigelow pour les sciences océaniques
Une algue océanique d'importance mondiale est mystérieusement rare dans l'une des régions les plus productives de l'océan Atlantique, selon un nouveau document dans Recherche en haute mer I . Un ensemble de données massif a révélé des modèles dans les régions où vivent les coccolithophores atlantiques, éclairer le fonctionnement interne du cycle du carbone océanique et soulever de nouvelles questions.
« La compréhension de ces modèles à grande échelle nous aide à comprendre la productivité des océans dans l'ensemble du bassin atlantique, " dit Guillaume Balch, chercheur principal au Bigelow Laboratory for Ocean Sciences et auteur principal de l'article. "La collecte de cet ensemble de données a été un effort surhumain pour mon équipe qui a pris des centaines de jours en mer et des années d'analyse."
Les chercheurs ont découvert que les coccolithophores luttent et prospèrent dans des endroits inattendus de l'océan Atlantique. Ils sont plus abondants dans les eaux subpolaires et tempérées et étonnamment rares autour de l'équateur, où une abondance de nutriments et de lumière du soleil crée l'une des régions les plus biologiquement productives de l'océan mondial.
L'équipe a également découvert que certaines espèces de coccolithophores se développent profondément sous la surface près des zones les plus éloignées de la lumière solaire, à l'intérieur ou juste au-dessus d'une importante couche d'eau appelée « eau de mode sub-antarctique ». Cette caractéristique distincte s'écoule vers le nord depuis l'océan Austral et fournit des nutriments à une grande partie de l'océan mondial, y compris l'hémisphère nord. Balch soupçonne que les populations de coccolithophores en plein essor dans l'océan Austral épuisent les réserves de nutriments de la couche d'eau et modifient sa chimie, la rendant potentiellement inhospitalière pour les coccolithophores au moment où elle atteint l'équateur.
"L'eau en mode subantarctique exerce un niveau de contrôle stupéfiant sur une grande partie de l'océan mondial, " Balch a dit. " Si les coccolithophores changent ses propriétés essentielles, alors ils pourraient influencer les espèces qui poussent dans les réseaux trophiques aussi loin que l'équateur ou même dans l'hémisphère nord."
Les fleurs d'une petite algue appelée coccolithophores près des îles Falkland sont visibles depuis l'espace sous forme de tourbillons turquoise brillants. De nouvelles recherches montrent que les coccolithophores sont mystérieusement rares dans l'une des régions les plus fertiles et productives de l'océan Atlantique. Crédit :Norman Kuring, Ocean Color Group/NASA Goddard Space Flight Research Center
Balch et son équipe ont construit ce vaste ensemble de données à partir de mesures recueillies au cours de 10 croisières de recherche de 45 jours dans le cadre du programme Atlantic Meridional Transect, qui traverse l'océan Atlantique entre le Royaume-Uni et la pointe de l'Amérique du Sud. Leurs découvertes ont également d'importantes applications pour les observations qui reposent sur les satellites de la NASA couleur de l'océan. Ces puissants outils océanographiques permettent aux scientifiques de détecter les populations de coccolithophores en mesurant la lumière qu'ils renvoient dans l'espace, mais ils nécessitent des mesures sur l'eau pour vérifier au sol les données satellitaires. La NASA a été le principal bailleur de fonds de ce travail.
Les coccolithophores construisent des plaques cristallines protectrices à partir de minéraux de craie en extrayant le carbone inorganique dissous de l'eau de mer. La façon dont les plaques d'une espèce sont formées a un impact sur la façon dont ces plaques diffusent la lumière à la surface de l'océan, surtout après qu'ils se soient détachés et commencent à couler vers le fond marin. Les chercheurs ont découvert que tous les coccolithophores ne font pas tomber leurs plaques, et que les plaques trouvées dans toute la colonne d'eau proviennent de quelques espèces seulement.
Cette découverte simplifie considérablement les calculs nécessaires pour mesurer le carbone que contiennent les coccolithophores à partir des données de réflectance des satellites. Les coccolithophores jouent un rôle majeur dans le cycle global du carbone, et comprendre où ils vivent et comment ils diffusent la lumière est essentiel pour quantifier comment cet élément important se déplace entre la surface de l'océan et le fond marin. Finalement, que le carbone est soit décomposé par les bactéries des grands fonds, soit enfoui dans les sédiments, en le séquestrant efficacement de l'atmosphère pendant des milliers d'années.
L'équipe de Balch, avec une équipe internationale d'enquêteurs, poursuivra cette recherche en janvier, lorsqu'ils se lancent dans une croisière financée par la National Science Foundation pour répondre à l'une des questions les plus importantes soulevées par cette étude :comment les coccolithophores de l'océan Austral modifient l'eau en mode sub-antarctique avant qu'elle ne s'écoule vers le nord. Leurs recherches permettront d'élucider comment ces changements peuvent affecter la productivité plus au nord, et pourquoi les coccolithophores sont si rares à l'équateur.
« La grande question demeure :que manque-t-il à cette eau équatoriale qui la rend peu propice à la croissance des coccolithophores dans une région aussi fertile de l'océan mondial ? » dit Balch. "La différence dans la quantité de coccolithophores aux latitudes tempérées et à l'équateur est profonde, et il a d'énormes ramifications pour les réseaux trophiques de l'océan et la productivité de la planète entière. »
