Lorsque la fumée des incendies de forêt australiens de 2019-2020 s’est répandue dans l’océan Austral, les particules riches en fer qu’elle a déposées sur l’océan ont déclenché une prolifération d’algues plus grande que l’Australie – et elle a eu un impact rapide et prolongé sur l’écosystème marin de l’océan Austral et son carbone. cycle.
Dans une nouvelle étude dirigée par l’Institut d’études marines et antarctiques (IMAS), les scientifiques ont découvert que le fer des incendies de forêt dévastateurs était recyclé à l’intérieur de la prolifération, lui permettant de survivre pendant neuf mois sans précédent. L’augmentation inattendue du fer a également déclenché des réponses physiologiques distinctes dans les cellules phytoplanctoniques, qui sont les « plantes dérivantes » microscopiques à la base de la chaîne alimentaire de l’océan.
« L’océan Austral joue un rôle vital dans le cycle mondial du carbone et est responsable de près de la moitié du transfert annuel de carbone des eaux de surface vers les abysses océaniques », a déclaré IMAS Ph.D. candidat et auteur principal, Jakob Weis.
« Le phytoplancton joue un rôle clé dans ce transfert grâce à un processus appelé pompe à carbone biologique de l’océan, qui capture et transporte le carbone dans l’océan profond en coulant les plantes et les animaux océaniques.
« Le problème est que le phytoplancton a besoin de fer pour prospérer, et l’océan Austral manque de ce micronutriment essentiel. Sa pompe à carbone biologique n’est donc pas aussi efficace qu’elle pourrait l’être – et c’est là que les cendres de feu de forêt et la poussière du désert entrent en jeu », Jakob a dit.
« Nous savons que les cendres et les poussières minérales des incendies de forêt sont riches en fer et, comme nous l’avons vu après les récents incendies de forêt, la croissance du phytoplancton est stimulée lorsque ces particules se déposent à la surface de l’océan Austral. Mais le plein impact de cela sur les écosystèmes marins n’a pas été mesuré. jusqu’ici. »
L’événement intense de fertilisation unique des incendies de forêt en Australie a été l’occasion pour les scientifiques d’étudier la réponse physiologique du phytoplancton aux émissions des incendies de forêt et sa capacité à survivre grâce à son propre fer recyclé.
« Nous avons utilisé les observations des satellites pour étudier cela et avons découvert que les cellules de phytoplancton devenaient plus riches en pigments et plus efficaces dans leur photosynthèse », a déclaré Jakob. « Tout comme les plantes terrestres, le phytoplancton absorbe le CO2 et produit de l’oxygène pendant la photosynthèse – et lorsque ce processus est plus efficace, la pompe à carbone biologique l’est aussi. »
L’océanographe chimique IMAS et co-auteur, le professeur Zanna Chase, a déclaré que les réponses identifiées par l’équipe de recherche pourraient être directement attribuées aux émissions de feux de forêt.
« Ils ont déjà été observés dans des expériences de fertilisation en fer menées lors de voyages de recherche, ainsi qu’après une fertilisation naturelle à partir de poussière, de cendres volcaniques et de fer remontant des profondeurs de l’océan », a déclaré le professeur Chase. « Les efflorescences de phytoplancton ne survivent généralement pas plus de quelques semaines, la durée de cette efflorescence était donc stupéfiante et a rarement été observée auparavant à de telles échelles de temps. »
L’équipe d’étude a découvert que la prolifération de phytoplancton a survécu aux incendies de forêt de près de six mois, survivant pendant de longues périodes où le fer n’était fourni que sporadiquement par les émissions des incendies de forêt et la poussière minérale. « Le fer qui soutient la prolifération provient du recyclage du fer, qui se produit lorsque le fer est relâché dans l’eau lorsqu’une cellule de phytoplancton meurt, pour être réabsorbé par de nouvelles cellules », a déclaré le professeur Chase.
« La capacité de la floraison à réutiliser son propre fer pendant si longtemps était probablement due à sa grande taille, qui a ralenti la perte de fer recyclé en interne sur les bords de la floraison, et cela a été aidé par des dépôts occasionnels de cendres et de poussière. »
Jakob a déclaré que l’événement a montré à quelle vitesse la pompe à carbone de l’océan Austral réagit lorsque le fer l’atteint en grande quantité et se répand sur une zone importante.
« De manière importante, cela confirme le rôle vital que l’océan Austral et sa vie végétale jouent dans le cycle mondial du carbone », a-t-il déclaré.
L’étude a été publiée dans Lettres de recherche géophysique.
Jakob Weis et al, Phytoplancton de l’océan Austral stimulé par les émissions de feux de forêt et soutenu par le recyclage du fer, Lettres de recherche géophysique (2022). DOI : 10.1029/2021GL097538