Les émissions des centrales électriques au charbon en Chine fertilisent l'océan Pacifique Nord avec un nutriment métallique important pour la vie marine, selon les nouvelles découvertes d'une équipe de recherche dirigée par l'USC.

Les chercheurs pensent que ces métaux pourraient changer l'écosystème océanique, bien qu'il ne soit pas clair si ce serait pour le meilleur ou pour le pire.

L'étude montre que la fumée des centrales électriques transporte le fer et d'autres métaux vers les eaux de surface de l'océan Pacifique Nord, alors que les vents d'ouest soufflent les émissions de l'Asie vers l'Amérique du Nord. Les mesures de pointe montrent que jusqu'à près de 60% du fer dans une vaste bande de la partie nord de l'océan émane des cheminées.

« Il a longtemps été compris que la combustion de combustibles fossiles modifie le climat de la Terre et les écosystèmes océaniques en libérant du dioxyde de carbone dans l'atmosphère, " dit Seth John, auteur principal de l'étude et professeur adjoint de sciences de la Terre à l'USC Dornsife College of Letters, Arts et Sciences. "Ce travail montre que la combustion de combustibles fossiles a un effet secondaire :la libération de fer et de métaux dans l'atmosphère qui transportent des milliers de kilomètres et se déposent dans l'océan où ils peuvent avoir un impact sur les écosystèmes marins."

"Certains gisements de métaux pourraient aider certaines espèces marines à prospérer tout en nuisant à d'autres espèces, '' il ajouta. "Il y a des compromis inévitables lorsque la chimie de l'eau océanique change."

L'étude a été publiée jeudi dans le Actes de l'Académie nationale des sciences . Des chercheurs de l'USC, Université de Columbia, Université de Washington, MIT et l'Université d'Hawaï, entre autres, collaboré.

Une équipe dirigée par l'USC confirme que les métaux océaniques proviennent de Chine

Alors que la poussière minérale soufflée par le vent des déserts a longtemps été considérée comme une source importante de fer pour les eaux océaniques ouvertes, la nouvelle étude montre comment les sources artificielles contribuent aux micronutriments importants dont le plancton et les algues ont besoin. De plus, l'étude montre comment la combustion des combustibles fossiles affecte non seulement le réchauffement climatique mais les environnements marins, trop.

Des études antérieures ont montré des estimations très divergentes sur la quantité de fer transporté de diverses sources terrestres vers l'océan, surtout de sources anthropiques. Le fer est un facteur limitant clé pour la productivité marine pour environ un tiers des océans du monde.

Au lieu, l'équipe de recherche dirigée par l'USC a mesuré les métaux dans l'eau de mer de surface. Ils se sont concentrés sur une partie reculée de l'océan Pacifique, à des centaines de kilomètres au nord d'Hawaï et à mi-chemin entre le Japon et la Californie. La région est sous le vent des émissions industrielles en Asie de l'Est.

En mai 2017, ils sont montés à bord d'un navire de recherche et ont prélevé des échantillons d'eau le long d'un transect nord-sud à des latitudes comprises entre 25 degrés et 42 degrés nord. Ils ont trouvé des concentrations de fer maximales à peu près au milieu, qui correspondait à un grand événement de vent sur l'Asie de l'Est un mois auparavant. Les concentrations maximales de fer sont environ trois fois supérieures aux mesures océaniques de fond, l'étude montre.

En outre, les scientifiques ont découvert que des concentrations élevées de plomb coïncidaient avec les points chauds du fer. D'autres recherches ont montré que la majeure partie du plomb à la surface des océans provient de sources artificielles, y compris les cimenteries, centrales électriques au charbon et fonderies de métaux.

De plus, les métaux dans les échantillons d'eau de mer portent des traces révélatrices de sources industrielles chinoises, dit l'étude.

"Quand nous avons collecté des échantillons dans l'océan, nous avons constaté que les « empreintes digitales » de l'isotope du fer et de l'isotope du plomb de l'eau de mer correspondaient à celles de la pollution anthropique d'Asie, " a déclaré Paulina Pinedo-Gonzalez, un chercheur post-doctoral de l'USC et auteur d'études qui est maintenant à l'Observatoire de la Terre Lamont-Doherty à l'Université de Columbia.

Finalement, les scientifiques ont également exclu la remontée des eaux profondes de l'océan comme source de métaux en testant des échantillons d'eau en profondeur.

Que signifie l'abondance des métaux pour la vie marine ?

L'étude a des implications importantes pour la vie marine dans l'océan. Le Pacifique Nord manque notamment de fer, un micronutriment clé, Ainsi, un afflux de métaux et d'autres substances peut aider à jeter les bases d'un nouvel écosystème - une « bonne nouvelle, l'issue d'une mauvaise nouvelle pour la Terre.

"Les particules microscopiques contenant du fer libérées lors de la combustion du charbon ont un impact sur la croissance des algues dans l'océan, et donc tout l'écosystème pour lequel les algues forment la base de la chaîne alimentaire, " expliqua John. " A court terme, on pourrait penser que le fer dans la pollution est bénéfique car il stimule la croissance du phytoplancton, qui extraient ensuite le dioxyde de carbone de l'atmosphère au fur et à mesure de leur croissance pour compenser une partie du dioxyde de carbone libéré pendant le processus de combustion initial.

"Toutefois, c'est totalement insoutenable en tant que solution de géo-ingénierie à long terme en raison des effets délétères de la pollution sur la santé humaine. Ainsi, le message à retenir est peut-être une meilleure compréhension d'un effet secondaire involontaire de la combustion du charbon et de la manière dont cela peut avoir un impact sur les écosystèmes océaniques à des milliers de kilomètres de distance. »