Les chercheurs utilisent des dispositifs semblables à des torpilles remorqués depuis des bateaux pour mieux comprendre l'océan en collectant certains de ses plus petits habitants :le plancton.
L'étrange boîte en métal transportée des vagues et sur le pont du navire ressemble à un vaisseau spatial pêché dans l'imagination d'un enfant.
Mais lorsque la scientifique Clare Ostle l'ouvre et en extrait les rouleaux de soie à l'intérieur, elle recherche la lueur verte révélatrice de certaines des créatures les plus importantes sur Terre :le plancton.
Il s'agit d'un enregistreur continu de plancton, des appareils semblables à des torpilles qui, depuis 90 ans, sont remorqués par des navires marchands et des bateaux de pêche sur un vaste réseau de routes.
Ils aident les chercheurs à mieux comprendre l'océan en collectant certains de ses plus petits habitants.
Ce qu'ils ont constaté, c'est qu'à mesure que le changement climatique réchauffe les mers, le plancton se déplace, avec des conséquences potentiellement profondes pour la vie marine et les humains.
Le plancton, des organismes transportés par les marées, est à la base du réseau trophique marin.
Mais ils font également partie d'un système complexe et équilibré qui nous aide tous à rester en vie.
En plus d'aider à produire une grande partie de l'oxygène que nous respirons, ils jouent un rôle crucial dans le cycle mondial du carbone.
"La grande chose que nous voyons, c'est le réchauffement", a déclaré à l'AFP Ostle, coordinatrice du Pacific CPR Survey, alors qu'elle faisait la démonstration de l'enregistreur de plancton au large de Plymouth en Grande-Bretagne.
Le plancton, des organismes transportés par les marées, est à la base du réseau trophique marin, mais contribue également à produire une grande partie de l'oxygène que nous respirons et constitue un élément crucial du cycle mondial du carbone.
Le CPR Survey a documenté un déplacement décisif du plancton vers les deux pôles au cours des dernières décennies, alors que les courants océaniques changent et que de nombreux animaux marins se dirigent vers des zones plus froides.
Les petits planctons d'eau chaude remplacent également ceux d'eau froide plus nutritifs, souvent aussi avec des cycles saisonniers différents, ce qui signifie que les espèces qui s'en nourrissent doivent également s'adapter ou se déplacer.
"La grande inquiétude, c'est lorsque le changement se produit si rapidement que l'écosystème ne peut pas se rétablir", déclare Ostle, ajoutant que des pics de température spectaculaires peuvent entraîner "l'effondrement de pêcheries entières".
Avec près de la moitié de l'humanité qui dépend du poisson pour environ 20 % de ses protéines animales, cela pourrait être dévastateur.
Pompe biologique
Le plancton est un terme fourre-tout du grec pour "dériver" et englobe tout, des bactéries photosynthétiques plusieurs fois plus petites que la largeur d'un cheveu humain, aux méduses avec de longues vrilles traînantes.
Il en existe deux types principaux :le phytoplancton, diverses cellules végétales communément appelées algues; et le zooplancton, des animaux comme le krill et les larves de poissons, crabes et autres créatures marines.
Le phytoplancton effectue la photosynthèse en utilisant les rayons du soleil pour transformer le C02 en énergie et en oxygène.
Lorsqu'ils "fleurissent" en grand nombre, le plancton est visible depuis l'espace, transformant l'eau en émeraude ou créant des tourbillons de bleu laiteux.
En fait, les scientifiques estiment que les mers produisent environ la moitié de l'oxygène sur Terre, et c'est principalement grâce au phytoplancton.
Ils sont également essentiels à la "pompe à carbone biologique" de l'océan, qui aide la mer à retenir au moins un quart du C02 émis par la combustion de combustibles fossiles.
Alors que les arbres stockent du carbone dans le bois et les feuilles, le phytoplancton le stocke dans leur corps.
Il traverse le réseau trophique, le phytoplancton étant consommé par le zooplancton qui, à son tour, est mangé par des créatures allant des oiseaux aux baleines.
"Presque tout ce à quoi vous pouvez penser dans la mer à un certain stade de son cycle de vie va manger du plancton", déclare David Johns, responsable de l'enquête CPR.
Lorsque la matière organique du plancton mort ou de ses prédateurs coule au fond de l'océan, elle emporte du carbone avec elle.
"Escalade des impacts"
Mais les scientifiques avertissent que le changement climatique a stressé le système, avec des températures océaniques en hausse, moins de nutriments atteignant la partie supérieure de l'océan à partir des niveaux profonds et accrus de C02 acidifiant l'eau de mer.
Alors que le changement climatique réchauffe les mers, le plancton se déplace, avec des conséquences potentiellement profondes pour la vie marine et les humains, ont découvert des chercheurs.
Le changement climatique a "exposé les écosystèmes océaniques et côtiers à des conditions sans précédent depuis des siècles, voire des millénaires, avec des conséquences pour les plantes et les animaux vivant dans les océans du monde entier", déclare le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) de l'ONU dans un projet de rapport sur le climat qui a fait l'objet d'une fuite. impacts, qui doit être publié l'année prochaine, qui prévoit "des impacts croissants sur la vie marine".
Alors que le phytoplancton est relativement résilient et continuera probablement à changer de territoire à mesure que les mers se réchauffent, le GIEC s'attend à ce que la détérioration des conditions dans les océans conduise à terme à un déclin global au cours de ce siècle.
La biomasse mondiale moyenne de phytoplancton, une mesure du poids ou de la quantité totale, devrait chuter d'environ 1,8 à 6 %, selon le niveau d'émissions.
Mais en raison de son importance démesurée, même des réductions modestes peuvent "amplifier le réseau trophique marin", entraînant finalement une réduction de la vie marine d'environ 5 à 17 %.
Il pourrait également y avoir "des changements dans le cycle du carbone et la séquestration du carbone, à mesure que notre communauté de plancton change" avec un plancton plus petit attirant potentiellement moins de C02, explique l'écologiste du plancton Abigail McQuatters-Gollop de l'Université de Plymouth.
Alors que les dirigeants mondiaux se préparent à se réunir lors d'un sommet crucial des Nations Unies sur le changement climatique, la question est un exemple frappant de la façon dont l'accélération des impacts humains déstabilise des systèmes vitaux complexes.
Penser petit
S'attaquer à ce problème n'est pas aussi simple que de planter des arbres, note McQuatters-Gollop.
Le zooplancton - des animaux comme le krill et les larves de poissons, de crabes et d'autres créatures marines - est l'un des deux principaux types de plancton, un terme grec générique pour "dériver"
Mais pêcher de manière durable, réduire les polluants et limiter les émissions de C02 peuvent tous contribuer à améliorer la santé des océans.
Dans le passé, dit-elle, la conservation s'est concentrée sur "les grandes choses, les choses mignonnes ou les choses qui valent directement de l'argent" - comme les baleines, les tortues et la morue.
Mais tous dépendent du plancton.
Bien que cette "cécité" puisse être due au fait qu'ils sont microscopiques, les gens peuvent voir des traces de plancton sur la plage, dans l'écume des vagues ou le scintillement nocturne de la bioluminescence.
Ou dans l'émission de télévision pour enfants "SpongeBob SquarePants", dont le personnage Plankton est "le plancton le plus célèbre", dit McQuatters-Gollop.
And when they "bloom" in vast numbers, plankton are visible from space, turning the water a startling emerald, or creating Van Gogh swirls of milky blue, in seasonal displays critical for ocean life.
Like land plants, phytoplankton need nutrients like nitrates, phosphates and iron to grow.
But they can have too much of a good thing:The runoff of nitrogen-rich fertilisers is blamed for creating harmful algae blooms, like the glutinous "sea snot" off Turkey's coast this year.
The runoff of nitrogen-rich fertilisers is blamed for creating harmful algae blooms, like the glutinous 'sea snot' off Turkey's coast this year .
These can poison marine life or choke oxygen out of the water and may be exacerbated by warming, warns the IPCC.
Meanwhile, research published in Nature last month found that iron carried in smoke from huge 2019 and 2020 wildfires in Australia sparked a giant swell of phytoplankton thousands of miles away, which could have sucked up substantial amounts of C02.
Blooms can be seeded by nutrients from sand storms or volcanic eruptions and it is these "natural processes" that have inspired David King, founder of the Centre for Climate Repair at Cambridge.
King supports a hotly-debated idea to "fertilise" plankton blooms by sprinkling iron on the surface.
The theory is that this would not only help suck up more C02, but lead to a surge of ocean life, including eventually helping to increase whale populations that have been devastated by hunting.
More whales equals more whale poo, which is full of the nutrients plankton need to bloom, and King hopes could restore a "wonderful circular economy" in the seas.
A pilot project will try the technique in an area of the Arabian Sea carefully sealed off in a "vast plastic bag", but King acknowledges that the idea raises fears of unintended consequences:"We certainly don't want to de-oxygenate the oceans and I'm pretty confident we won't."
Harmful algae blooms can poison marine life or choke oxygen out of the water and may be exacerbated by warming, warns the UN's Intergovernmental Panel on Climate Change.
Sea mysteries
Ocean organisms have been photosynthesising for billions of years—long before land plants. But we still have much to learn about them.
It was only in the 1980s that scientists named the planktonic bacteria prochlorococcus, now thought to be the most abundant photosynthesiser on the planet.
Some "drifters" it turns out can swim, while others are masters of communal living.
Take the partnership between corals and plankton—it is so important that when it breaks due to warming the corals bleach.
Or Acantharea, a single cell shaped like a snowflake that can gather photosynthesising algae and manipulate them into an energy-generating "battery pack", says Johan Decelle, of the French research institute CNRS and the University of Grenoble Alpes.
They have been "overlooked" because they dissolve in the chemicals used by scientists to preserve samples.
To study plankton under a high-resolution electron microscope, Decelle used to collect samples at the French coast and drive for hours back to Grenoble with them in a special cool box.
Scientist Clare Ostle used Continuous Plankton Recorder ships' logs to show that 'macroplastics' like shopping bags were already in the seas in the 1960s.
Continuous Plankton Recorders have helped collect decades of data used to look back to track climate changes.
But this year he worked with the European Molecular Biology Laboratory on a pioneering project bringing high-tech freezing virtually onto the beach.
This enables the study of these delicate organisms as close as possible to their natural environment.
By contrast, Continuous Plankton Recorders end up mashing their samples into "roadkill", says Ostle.
But the value of the survey, which began in 1931 to understand how plankton affected herring stocks, comes from decades of data.
Scientists have used it to look back to track climate changes and it played an important role in the recognition of microplastics.
Ostle used CPR ships' logs to show that "macroplastics" like shopping bags were already in the seas in the 1960s.
By the time it was awarded a Guinness World Record last year for the greatest distance sampled by a marine survey, it had studied the equivalent of 326 circumnavigations of the planet.
From the boat in Plymouth, the water appears calm as sunlight slides across its surface. But every drop is teeming with life.
"There's just a whole galaxy of things going on under there," Ostle says.
