De nouvelles recherches sur la chimie des océans pendant les périodes glaciaires aident à résoudre une énigme qui intéresse les scientifiques depuis plus de deux décennies.

La question est de savoir combien de CO 2 qui est entré dans l'océan pendant les périodes glaciaires peut être attribué à la « pompe biologique », où le carbone atmosphérique est absorbé par le phytoplancton et séquestré au fond de la mer lorsque les organismes meurent et coulent.

Résoudre le casse-tête est important pour améliorer la précision des modèles climatiques et éclairer la compréhension de la façon dont les processus océaniques peuvent réagir aux futurs changements climatiques.

Dirigé par des scientifiques de l'IMAS et de l'Université de Liverpool et publié dans Communication Nature , l'étude a révélé que le phytoplancton de l'ère glaciaire sous les tropiques absorbait des niveaux élevés de CO 2 due à la fertilisation par les poussières riches en fer soufflées dans l'océan.

L'auteur principal, le Dr Pearse Buchanan, a déclaré que jusqu'à présent, les modèles n'avaient pu expliquer qu'une partie du CO 2 qui est entré dans les océans de l'ère glaciaire via la pompe biologique.

"Au cours des périodes glaciaires passées, les niveaux de carbone étaient plus bas dans l'atmosphère et plus élevés dans les océans qu'aujourd'hui, mais les modèles scientifiques ne sont pas en mesure de rendre compte de tout le CO supplémentaire 2 qui est entré dans l'océan, " a déclaré le Dr Buchanan.

"L'hypothèse principale a été que la poussière riche en fer soufflée des paysages glaciaires a stimulé la croissance du phytoplancton dans les hautes latitudes, mais cela n'expliquait qu'environ un tiers du CO supplémentaire 2 absorbé par la pompe biologique :les deux autres tiers étaient effectivement « manquants ».

« Nous avons utilisé un modèle océanique pour examiner la réponse à la poussière riche en fer du phytoplancton dans les eaux tropicales, en particulier un groupe de phytoplancton appelé « fixateurs d'azote ».

« Ceux-ci sont capables de « fixer » biochimiquement l'azote de l'atmosphère, un peu comme les bactéries fixatrices d'azote qui aident les cultures de légumineuses à prospérer dans un sol pauvre en nutriments.

"Les fixateurs d'azote marin sont connus pour être importants dans le cycle de l'azote marin, et maintenant nous avons montré qu'ils sont également d'une importance critique dans le cycle du carbone marin.

« Quand nous avons ajouté du fer à notre modèle océanique, les fixateurs d'azote ont prospéré, et leur croissance et leur enfoncement ultérieur dans l'océan profond peuvent expliquer une grande partie du CO manquant 2 , " a déclaré le Dr Buchanan.

Le professeur agrégé IMAS, Zanna Chase, a déclaré que cette solution avait été proposée pour la première fois en 1997, mais avait peu gagné en popularité au cours des deux dernières décennies.

"La beauté de cette approche est qu'elle peut expliquer presque tout le CO supplémentaire 2 que le phytoplancton a transporté dans les océans au cours de la dernière période glaciaire, ", a déclaré le professeur agrégé Chase.

« L'activité accrue de la pompe biologique sous les tropiques a complété celle qui se produit dans les eaux plus froides, attirer des niveaux plus élevés de CO 2 dans les océans et l'enferme dans les profondeurs de l'océan.

"Cette voie du carbone vers l'océan profond est réduite aujourd'hui car moins de fer fertilisant est circulé par le vent et la croissance du phytoplancton, dont celui des fixateurs d'azote, est limité en conséquence, bien qu'il y ait des signes qu'il s'est renforcé dans le Pacifique depuis la révolution industrielle.

« Compte tenu de ces liens entre les cycles du fer, l'azote et le carbone dans nos modèles océaniques et climatiques les rendront mieux à même d'expliquer les processus océaniques et de prédire les changements futurs.

"Mais comment évoluera la fertilisation ferreuse du phytoplancton est actuellement incertaine, compromettant notre capacité à prédire le rôle de l'océan dans l'extraction du CO 2 hors de l'atmosphère dans les siècles à venir, ", a déclaré le professeur agrégé Chase.