L'océan joue un rôle clé dans le changement climatique actuel, car il absorbe une partie considérable du dioxyde de carbone atmosphérique émis par l'humanité. D'un côté, cela ralentit le réchauffement du climat, et d'autre part, la dissolution du CO 2 dans l'eau de mer conduit à l'acidification des océans. Cela a des conséquences considérables pour de nombreux organismes marins et donc aussi pour le cycle du carbone océanique. L'un des mécanismes les plus importants de ce cycle, est appelée la pompe à carbone biologique. Une partie de la biomasse que le phytoplancton forme à la surface de l'océan par photosynthèse s'enfonce dans les profondeurs sous forme de petites particules carbonées. Par conséquent, le carbone est stocké longtemps dans les profondeurs marines. L'océan agit ainsi comme un puits de carbone dans le système climatique. La force avec laquelle cette pompe biologique agit varie considérablement d'une région à l'autre et dépend de la composition des espèces dans l'écosystème.

L'étude, qui vient d'être publié dans la revue Nature Changement Climatique , est l'une des études les plus complètes à ce jour sur les effets de l'acidification des océans sur les écosystèmes marins. Les scientifiques du Centre GEOMAR Helmholtz pour la recherche océanique à Kiel ont maintenant pu montrer pour la première fois que l'acidification des océans influence la teneur en carbone de la matière organique en train de couler, et donc la pompe biologique. Étonnamment, les changements observés étaient très variables. La teneur en carbone des particules en train de couler a augmenté ou diminué de manière significative avec l'augmentation du CO 2 , en fonction de la composition des espèces et de la structure du réseau trophique. Étant donné que les données sous-jacentes couvrent un large éventail de régions océaniques, cela semble être un phénomène mondial. Ces résultats permettent une évaluation complètement nouvelle des effets de l'acidification des océans.

Dr Jan Taucher, biologiste marin et auteur principal de l'étude, dit, "De façon intéressante, nous avons découvert que le plancton bactérien et animal, comme les petits crustacés, jouent un rôle clé dans la façon dont le cycle du carbone et la pompe biologique réagissent à l'acidification des océans. Jusqu'à maintenant, il a été largement admis que les changements biogéochimiques sont principalement dus aux réactions du phytoplancton. Par conséquent, même les modèles modernes du système Terre ne prennent pas en compte les interactions que nous observons entre le réseau trophique marin et le cycle du carbone. Nos résultats contribuent ainsi à rendre les modèles climatiques plus réalistes et à améliorer les projections climatiques. »

Jusqu'à maintenant, la plupart des connaissances sur ce sujet ont été basées sur des expériences de laboratoire idéalisées, qui ne représentent que les interactions écologiques et la dynamique du réseau trophique marin complexe de manière très simplifiée. Il est donc difficile de transférer ces résultats dans des conditions océaniques réelles et de les projeter dans le futur. Afin d'avoir une vision plus réaliste, l'étude résume plusieurs expériences sur le terrain qui ont été menées avec des installations d'essai à grand volume, les mésocosmes, dans différentes régions océaniques, des eaux arctiques aux eaux subtropicales.

Les mésocosmes sont, pour ainsi dire, tubes à essai surdimensionnés dans l'océan, dans lequel les changements des conditions environnementales dans un écosystème fermé mais autrement naturel peuvent être étudiés. Pour la présente étude, une grande quantité de données provenant de cinq expériences de mésocosmes a été synthétisée pour fournir une image plus précise des communautés planctoniques et des processus biogéochimiques au sein de l'écosystème. Au total, plus de dix mille points de données ont été inclus dans l'analyse.

Les connaissances nouvellement acquises peuvent maintenant être utilisées pour mettre en œuvre les interactions écologiques complexes dans les modèles du système terrestre, contribuant ainsi à améliorer encore les projections climatiques.