Une découverte qui aide à expliquer comment la matière organique produite par la vie il y a des milliers d'années est finalement retirée de la mer a été publiée dans Avancées scientifiques par Steven Beaupré de l'École des sciences marines et atmosphériques de l'Université Stony Brook (SoMAS) et une équipe nationale de scientifiques.

Quand les vagues se brisent dans l'océan, ils injectent de minuscules particules dans l'air (appelées aérosols) qui transportent plus de 5 molécules organiques, 000 ans, trouve l'étude.

Des décennies de mesures ont révélé que la quasi-totalité de la matière organique dissoute dans les océans est étonnamment ancienne, jusqu'à plusieurs milliers d'années. Mais les scientifiques ne comprennent pas complètement comment cette ancienne matière organique est finalement détruite. Beaupré et ses collègues ont réalisé des expériences pour montrer qu'une partie de cette matière organique ancienne peut être retirée de l'eau de mer lorsque des bulles d'air générées par les vagues éclatent à la surface de l'océan et injectent des aérosols dans l'atmosphère. En mesurant directement les âges radiocarbone (14C) des aérosols, ils estiment que quelque part entre 19 et 40 pour cent de la matière organique des aérosols est au moins 5, 000 ans.

Des expériences antérieures menées par les collègues de Beaupré, David Kieber (SUNY ESF) et Bill Keene (Université de Virginie) ont suggéré que d'anciennes molécules organiques pourraient quitter l'océan en tant que passagers clandestins à bord de ces minuscules particules.

"Notre nouvelle étude montre qu'une proportion importante de cette matière organique est en effet assez ancienne, et que la formation d'aérosols par les vagues déferlantes pourrait être une voie d'élimination importante pour le vieux carbone trouvé dans la mer, " dit Beaupré, auteur principal et professeur adjoint.

Ce bassin de matière organique ancienne est massif, contenant à peu près autant d'atomes de carbone dans l'océan qu'il y en a dans toute la végétation terrestre ou dans tout le dioxyde de carbone (CO 2 ) dans l'atmosphère. Il est principalement créé par la photosynthèse et représente donc un réservoir de stockage à long terme pour le CO atmosphérique 2 , qui est un puissant gaz à effet de serre. Par conséquent, il est important de comprendre quels processus finissent par décomposer ces anciennes molécules en quelque chose qui peut être réutilisé par la nature.

Une fois dans l'atmosphère, ces molécules en aérosol sont susceptibles d'être décomposées par la lumière du soleil en CO 2 et d'autres molécules plus appétissantes pour la vie marine. Par conséquent, souligne Beaupré , cette découverte a des implications pour la biogéochimie océanique et atmosphérique, ainsi que le cycle global du carbone et le climat.

Beaupré dit également que les résultats étaient quelque peu surprenants car il est généralement admis que seules les molécules organiques les plus jeunes sont susceptibles d'être injectées dans l'atmosphère par les vagues déferlantes. En effet, les molécules anciennes auraient dû se dégrader en des formes moins réactives lors de leur exposition prolongée à l'environnement.

"Malgré les effets du vieillissement pendant des milliers d'années, nos résultats suggèrent que même certaines des molécules les plus anciennes de la mer peuvent rivaliser avec les plus jeunes pour saisir les bulles montantes et s'envoler dans le ciel, " il dit.

L'équipe de recherche a utilisé un générateur d'aérosol spécial pour étudier ce processus au cours d'une croisière d'un mois dans l'océan Atlantique Nord. L'appareil produisait des aérosols en imitant étroitement les panaches de bulles créés par les vagues déferlantes, comme décrit dans un document d'accompagnement également publié en ligne et co-écrit par Beaupré dans le Journal of Geophysical Research-Atmospheres .

Ils ont mesuré la composition chimique et les âges radiocarbone de l'eau de mer circulant dans le générateur et des aérosols qu'elle produit. Combiné avec des mesures de la taille des particules, ils ont conclu que la matière organique en aérosol pouvait survivre pendant environ une semaine dans l'atmosphère, où il pourrait être emporté par les vents à l'intérieur des terres, dégradé chimiquement, et/ou redéposés dans l'océan.

Alors que les recherches futures porteront sur la vitesse à laquelle la matière organique ancienne est rejetée de l'océan par les vagues déferlantes, l'équipe de recherche étudiera également d'autres façons dont la matière organique marine est retirée de la mer.