En octobre 2019, J'ai embarqué avec une équipe de scientifiques à bord du navire de la Garde côtière canadienne John P. Tully dans le nord-est de l'océan Pacifique, au large de l'île de Vancouver. Luttant contre une mer agitée et le manque de sommeil, nous avons passé la majeure partie d'une semaine à travailler côte à côte dans un petit réfrigérateur debout, analyser les sédiments des fonds marins pour en savoir plus sur les effets des conditions de faible teneur en oxygène sur les environnements d'eau profonde.

Quand les organismes meurent, ils s'enfoncent dans la colonne d'eau, consommant de l'oxygène dans l'océan sous la surface pendant qu'ils se décomposent. Cela conduit à des bandes d'eau appauvrie en oxygène appelées zones à minimum d'oxygène, ou "zones mortes".

Ces environnements difficiles sont inhabitables pour la plupart des organismes. Bien qu'ils se produisent naturellement dans certaines régions, des zones mortes apparaissent souvent après le lavage des engrais et des eaux usées en aval dans les zones côtières, provoquer des proliférations d'algues, qui meurent et se décomposent ensuite.

Article dans Science sur le déclin de l'oxygène dans l'océan mondial et les eaux côtières, résultat du changement climatique et des activités humaines. Les océans se nourrissent> 500 millions de personnes et au moins 500 zones mortes ont été signalées près des côtes, contre moins de 50 en 1950 https://t.co/NBohXhtkaI pic.twitter.com/VLKA4PbHmO

– Manolis Kogevinas (@KogevinasM) 5 janvier 2018

L'une de nos études de cette expédition a suggéré que les sédiments sous les eaux appauvries en oxygène sont une source importante d'oxyde nitreux (N 2 O). Ce gaz est libéré dans l'atmosphère lorsque les eaux profondes remontent à la surface dans un processus appelé upwelling.

Protoxyde d'azote, plus communément appelé « gaz hilarant », " est un puissant gaz à effet de serre, 300 fois plus puissant que le dioxyde de carbone. Émissions mondiales de N 2 O sont en augmentation du fait des activités humaines qui stimulent sa production.

N 2 O points chauds

Les océans représentent actuellement environ 25 pour cent de l'azote mondial 2 émissions, et les scientifiques s'efforcent d'améliorer les estimations des contributions marines. La plupart des recherches se sont concentrées sur les zones de minimum d'oxygène, qui sont connus comme les points chauds de N 2 O émissions.

Le réchauffement de l'océan dû au changement climatique entraîne l'expansion des zones marines à minimum d'oxygène à l'échelle mondiale. Cela a conduit à la spéculation que N 2 Les émissions d'O des océans continueront d'augmenter et d'accélérer encore le changement climatique. Nos résultats indiquent qu'encore plus de N 2 Une production d'O peut être attendue lorsque ces eaux pauvres en oxygène sont en contact avec le fond marin.

L'azote est un composant essentiel à la vie sur Terre et existe dans l'environnement sous de nombreuses formes différentes. Des groupes spécialisés de microbes unicellulaires utilisent des composés contenant de l'azote, comme l'ammonium et le nitrate, pour que l'énergie alimente les fonctions cellulaires. Ces réactions métaboliques interviennent dans la transformation de l'azote entre ses différents états dans l'environnement, pendant laquelle N 2 O peut s'échapper dans l'environnement en tant que sous-produit.

Outre ses effets en tant que gaz à effet de serre, N 2 O est également la principale substance appauvrissant la couche d'ozone émise dans l'atmosphère.

Mangroves comme N 2 banques

Notre équipe s'est rendue aux Bermudes à l'automne 2020 pour mesurer N 2 Émissions d'O dans une forêt vierge de mangrove en collaboration avec le Bermuda Institute of Ocean Sciences. Ces sédiments étaient moins profonds et accessibles aux snorkelers, ce qui nous a permis d'étudier en profondeur leur rôle dans N 2 O faire du vélo dans différentes conditions environnementales.

Nous avons découvert que les sédiments des fonds marins dans les mangroves des Bermudes consommaient en fait de l'azote 2 O de l'eau de mer sus-jacente. Similaire N 2 O "puits" ont été décrits précédemment dans d'autres systèmes vierges, y compris les estuaires, les mangroves et même les sols terrestres.

La capacité de ces zones à attirer N 2 L'O de l'atmosphère est lié aux concentrations de nutriments contenant de l'azote dans l'environnement. La production d'oxyde nitreux est inhibée lorsque ces nutriments contenant de l'azote sont rares. Lorsque les niveaux de nutriments sont suffisamment bas, les habitats marins peuvent agir en tant que consommateurs nets de N 2 O.

Sédiments qui agissent comme N 2 Les puits d'O peuvent également agir comme des sources nettes de N 2 O dans l'atmosphère lorsqu'il est soumis à une charge d'azote accrue provenant du ruissellement agricole et des eaux usées urbaines. En effet, les mangroves et autres écosystèmes côtiers qui subissent des apports soutenus d'azote dissous ont tendance à être de grandes N 2 émetteurs.

La mesure dans laquelle les environnements vierges peuvent servir de tampons contre les augmentations de N atmosphérique 2 Les concentrations en O sont encore incertaines. La plupart des études à ce jour se sont concentrées sur les régions densément peuplées et fortement perturbées d'Europe et d'Asie, qui agissent comme sources de N 2 O. Cela laisse beaucoup à apprendre sur le rôle des habitats marins vierges comme N 2 Les puits d'O et leur influence globale sur le N global 2 budgets.

Ciblage des engrais

Bien que réduisant le futur N marin 2 Les émissions d'O reposent sur le problème plus complexe du ralentissement de la croissance et de la propagation des zones marines à minimum d'oxygène, les actions visant à conserver et à restaurer des environnements côtiers vierges sont des interventions faciles à mettre en œuvre qui peuvent être mises en œuvre à court terme.

Maintenant, les pratiques agricoles humaines représentent plus des deux tiers de l'azote mondial 2 O émissions. Par conséquent, une grande attention a été accordée à la réduction de la quantité d'azote en excès ajouté aux sols agricoles via les engrais. Étant donné que les nutriments qui ne sont pas absorbés par les plantes se retrouvent souvent dans les bassins versants qui se jettent dans l'océan, les politiques qui s'attaquent à la surutilisation des engrais profiteront également aux écosystèmes aquatiques adjacents.

Cependant, Pour réduire davantage les émissions marines, il faudra une approche à multiples facettes qui aborde également le développement côtier et les pratiques d'élimination des eaux usées dans les zones fortement touchées.

Les Nations Unies ont déclaré 2021 comme le début d'une décennie des sciences océaniques pour le développement durable. Détailler le lien vital entre les océans et le changement climatique n'a jamais été aussi opportun qu'aujourd'hui.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.