Jusqu’à présent, il était communément admis que la banquise compacte de l’océan Austral empêchait toute lumière d’atteindre la mer en dessous, empêchant le phytoplancton – de minuscules algues qui sont à la base des réseaux trophiques aquatiques – de s’y développer. Moins il y a de lumière disponible, moins le phytoplancton peut photosynthétiser et donc moins il y aura de phytoplancton, limitant fortement la vie sous la glace.
Cependant, des recherches inspirées par l’augmentation des proliférations de phytoplancton sous la glace dans l’Arctique ont montré que les eaux antarctiques ont également des habitants inattendus, ce qui indique qu’il existe une variabilité écologique sous-estimée sous la glace.
Les fleurs sont souvent repérées dès que la glace de mer commence sa retraite saisonnière, soutenue par beaucoup de lumière et d’eau douce à haute teneur en fer. Pourtant, une équipe dirigée par le Dr Christopher Horvat de l’Université Brown et de l’Université d’Auckland soupçonnait qu’il y aurait déjà des proliférations potentielles de phytoplancton en attente. Écrire dans Frontières des sciences marinesils ont décrit l’utilisation d’un échantillonnage à partir de flotteurs BGC-Argo indépendants et de la sortie d’un modèle climatique pour estimer la disponibilité de la lumière sous la glace afin de tester cette hypothèse.
« Nous avons constaté que presque tous les exemples de flotteurs se profilant sous la banquise antarctique enregistrent des augmentations du phytoplancton avant le retrait de la banquise », a déclaré Horvat. « Dans de nombreux cas, nous avons observé des efflorescences importantes. » Horvat a également souligné que les flotteurs n’ont échantillonné qu’une très petite partie des millions de kilomètres carrés de glace de mer qui pourraient héberger ces proliférations sous la glace, il peut donc y avoir beaucoup plus de proliférations de phytoplancton cachées susceptibles de soutenir d’autres formes de vie.
Laboratoires flottants
Les flotteurs sont jetés par-dessus bord depuis des navires de recherche et doivent prélever des échantillons biogéochimiques de manière indépendante : ils peuvent même détecter des conditions proches du point de congélation à la surface de l’eau et plonger pour éviter d’être endommagés par la glace. Les principales mesures dans ce cas étaient les niveaux de chlorophylle-a, un pigment partagé par tout le phytoplancton, et la rétrodiffusion particulaire, qui peut être convertie en une estimation du carbone du phytoplancton car le phytoplancton diffuse la lumière proportionnellement à sa taille et à sa concentration. Au final, l’équipe a utilisé les données de 51 flotteurs qui ont effectué 2 197 plongées sous glace de 2014 à 2021, qu’ils ont collectées en 79 séquences de mesures.
« Nous avons utilisé un nouveau produit de données dérivé d’un nouveau satellite de la NASA, l’altimètre laser ICESat-2, pour comprendre la compacité de la glace autour de l’Antarctique, et avec une suite de modèles climatiques mondiaux, nous avons considéré la quantité de lumière atteignant la partie supérieure de l’océan », a déclaré Horvat. .
« Nous avons constaté que 50% ou plus de l’Antarctique sous la glace pourrait supporter des efflorescences sous la glace, car la glace de mer dans l’océan Austral est composée de floes discrets, et de petites zones d’eau libre permettent la lumière et donc la vie photosynthétique. »
Des écosystèmes cachés ?
Mesurant sous la glace de mer compacte avec une couverture complète ou presque complète de l’eau en dessous, les scientifiques ont découvert que 88 % des séquences de mesures enregistraient une augmentation du phytoplancton avant le retrait de la glace de mer, et 26 % répondaient aux critères d’une prolifération sous la glace. .
Cependant, les auteurs ont averti que les flotteurs pouvaient échantillonner sous la glace mais ne pouvaient pas renvoyer de données à partir de ces positions, ce qui signifie que les coordonnées des emplacements d’échantillonnage ne sont pas complètement précises. « Il est possible que certains des événements à haute productivité soient enregistrés dans des régions à faible couverture de glace de mer », a déclaré Horvat.
« Parce que le moment où nous observons ces efflorescences est proche du moment où la glace de mer se retire, il est également possible qu’une partie du phytoplancton provienne de processus se produisant en dehors de la zone de glace de mer, bien que nous considérions cela comme peu probable étant donné le grand nombre de mesures à haute productivité que nous trouvé. »
Les implications pour les écosystèmes de l’Antarctique pourraient être importantes. « Les niveaux trophiques supérieurs migrent là où se trouve la productivité, et si c’est sous la glace, on pourrait s’attendre à ce que le réseau trophique suive », a souligné Horvat. Des recherches supplémentaires seront nécessaires pour comprendre comment ces écosystèmes cachés fonctionnent et si les proliférations de phytoplancton attirent les prédateurs et les proies sous la glace.
Plus d’information:
Preuve de la prolifération de phytoplancton sous la glace de mer antarctique, Frontières des sciences marines (2022). DOI : 10.3389/fmars.2022.942799