Bien qu’il soit important de contrôler les émissions de CO2 pour atténuer le réchauffement climatique, les niveaux atmosphériques du gaz sont également liés à la rapidité avec laquelle il est éliminé de l’air par le stockage terrestre et océanique. Le fer, un micronutriment, est crucial pour le stockage du carbone océanique car il peut soutenir la production d’énergie chimique dans les écosystèmes marins par photosynthèse (appelée fertilisation par le fer). Ce processus convertit le CO2 en O2 et en composés organiques.
On pense généralement que les apports de fer de l’atmosphère à l’océan proviennent principalement de sources naturelles. Cependant, une étude publiée dans npj Sciences du climat et de l’atmosphère, dirigée par le professeur associé Hitoshi Matsui et Mingxu Liu de la Graduate School of Environmental Studies de l’Université de Nagoya, en collaboration avec les universités de Cornell et du Colorado, a découvert que la contribution du fer fabriqué par l’homme dans l’océan Austral est probablement beaucoup plus importante qu’on ne le pensait auparavant. Il peut en effet être jusqu’à dix fois plus élevé. Cela peut avoir des implications pour la gestion future de l’environnement.
La contribution d’origine humaine au fer est principalement produite par la combustion de combustibles fossiles, dans laquelle le fer est libéré dans l’atmosphère puis transporté vers des océans éloignés. Pour mieux comprendre comment les activités humaines affectent les niveaux de concentration en fer, les scientifiques ont combiné les données obtenues par des mesures aériennes avec un modèle atmosphérique global avancé.
Ils ont découvert que le fer fabriqué par l’homme est un contributeur majeur à l’approvisionnement en fer de l’atmosphère vers l’océan dans la région de l’océan Austral, avec une contribution en pourcentage pouvant atteindre 60 %. En revanche, des études antérieures estimaient que seulement 10 % du fer provenait du fer d’origine humaine et sous-estimaient donc fortement la contribution des sources d’origine humaine.
Le modèle a également révélé que l’apport de fer de l’atmosphère à l’océan dans cette région devrait diminuer de manière significative, ce qui pourrait avoir des conséquences inattendues sur le climat futur. Avec moins de fer dans l’atmosphère, la quantité de photosynthèse du phytoplancton peut chuter, entraînant une diminution de l’absorption océanique de CO2 atmosphérique. Des niveaux accrus de CO2 ont été associés au réchauffement climatique.
« Le fer est un micronutriment crucial pour soutenir la croissance du phytoplancton océanique et la production primaire dans l’océan Austral où il module les niveaux de CO2 atmosphérique », a déclaré le Dr Matsui. « Une baisse potentielle de la disponibilité du fer, avec le resserrement des contrôles sur les émissions mondiales de combustibles fossiles au cours des prochaines décennies, pourrait limiter le stockage du carbone dans les écosystèmes marins et exacerber en fait le réchauffement climatique. »
Atteindre l’objectif d’atteindre la neutralité carbone mondiale en réduisant la consommation de combustibles fossiles dans les décennies à venir réduirait considérablement les émissions d’origine humaine. Couplé au réchauffement de l’atmosphère, il pourrait avoir un impact sur le climat. Les futurs modèles doivent tenir pleinement compte du rôle des sources d’origine humaine dans la fertilisation en fer dans l’océan Austral.
Mingxu Liu et al, Le rôle sous-estimé des sources anthropiques dans le flux de fer soluble atmosphérique vers l’océan Austral, npj Sciences du climat et de l’atmosphère (2022). DOI : 10.1038/s41612-022-00250-w