Les petites algues marines photosynthétiques sont un élément clé de l'écosystème marin arctique, mais leur rôle pour l'écologie de l'océan Arctique a été sous-estimé pendant des décennies. C'est la conclusion d'une équipe de scientifiques qui a synthétisé plus d'un demi-siècle de recherche sur l'occurrence, l'ampleur et la composition des efflorescences phytoplanctoniques sous la banquise arctique. Les résultats ont été publiés dans un numéro spécial de Frontières en sciences marines consacré à la recherche sur l'océan Arctique.

Le phytoplancton est un organisme microscopique flottant librement, dont la plupart sont des algues unicellulaires. Comme les plantes terrestres, ils utilisent la photosynthèse pour transformer la lumière en énergie chimique en consommant du dioxyde de carbone (CO 2 ) et les nutriments dans l'eau. Le phytoplancton est à la base du réseau trophique marin et joue un rôle essentiel dans le cycle du carbone en absorbant le CO 2 de l'atmosphère.

Jusqu'à il y a une dizaine d'années, la plupart des scientifiques supposaient que le phytoplancton restait dans une sorte de stase tout au long de l'hiver et du printemps jusqu'à la débâcle de la banquise. Il existe maintenant un nombre croissant de preuves suggérant des efflorescences sous-glace (UIB) de phytoplancton, comme une soudaine floraison printanière dans un jardin, peut se produire dans des environnements peu éclairés sous la glace de mer.

"Il y avait une hypothèse de longue date selon laquelle ce qui se passait sous la glace de mer dans la colonne d'eau était presque "en pause" pendant la nuit polaire et avant le retrait saisonnier de la glace de mer, ce qui n'est apparemment pas le cas, " a déclaré l'auteur principal, le Dr Mathieu Ardyna, une boursière postdoctorale Marie Sklodowska-Curie à l'Université de Stanford.

Cette révélation signifie que la production de phytoplancton dans certaines régions de l'océan Arctique pourrait être d'un ordre de grandeur supérieur à ce qui avait été prévu à l'origine. C'est important pour les modélisateurs climatiques qui veulent savoir combien de carbone atmosphérique est absorbé par ces algues.

Peu d'endroits sur Terre se transforment aussi rapidement que l'Arctique en raison du changement climatique. Au cours des 30 dernières années, l'Arctique s'est réchauffé environ deux fois plus vite que la moyenne mondiale. L'un des signes les plus visibles de ce changement a été le déclin de la banquise qui flotte à la surface de l'océan, avec la couverture de glace de cette année qui rétrécit au deuxième rang le plus bas jamais enregistré.

Il n'est pas surprenant que l'amincissement de la couverture glaciaire ait permis au phytoplancton, qui nécessitent de la lumière pour la photosynthèse, s'épanouir. Ce qui a surpris Ardyna et ses collègues, c'est que le phénomène des UIB s'est produit bien avant que le changement climatique n'affecte la banquise arctique.

"Déterrer des recherches qui ont eu lieu à partir des années 50 et avant démontre que les fleurs, bien que pas très grand, se produisaient sous une épaisse couche de glace dans le centre de l'Arctique, " expliqua-t-il. " Je pense que ce fait a surpris beaucoup d'entre nous, comme les modèles l'avaient suggéré, ce n'était pas le cas."

Les observations historiques comprenaient une paire d'études au cours de l'Année géophysique internationale, une campagne mondiale qui a inauguré l'ère scientifique moderne. Les auteurs ont noté, "Le résultat final de ce travail n'était rien de moins qu'un premier aperçu incroyable des UIB se produisant dans le centre de l'Arctique."

L'article décrit ensuite la variabilité des événements UIB à travers l'océan Arctique en termes d'occurrence, ordre de grandeur, et même le type d'organismes présents. Certaines de ces découvertes sont basées sur des programmes scientifiques et des expéditions dédiées à l'étude spécifique des UIB. Dans de nombreux cas, les observations se sont appuyées sur des flotteurs autonomes, planeurs robotiques et même des véhicules télécommandés qui peuvent nager sous la banquise.

Ardyna a déclaré que d'autres observations pour alimenter de nouveaux modèles informatiques seront essentielles pour prédire avec plus de précision comment le cycle du carbone arctique changera à l'avenir.

« Tant de questions restent sans réponse sur cette période critique du printemps, pour de nombreuses espèces arctiques, pour leur alimentation ou leur cycle de vie, " dit-il. " Compte tenu de l'éloignement de l'Arctique, une façon sera certainement de développer des plates-formes autonomes plus nombreuses et de meilleure qualité pour nous fournir des informations précieuses."