La quantité de carbone stockée par le plancton microscopique augmentera au cours du siècle à venir, prédisent des chercheurs de l’Université de Bristol et du National Oceanography Center (NOC).
En utilisant les derniers modèles du GIEC (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat), l’équipe s’attend à la « pompe biologique » – un processus par lequel des plantes microscopiques, souvent appelées phytoplancton, absorbent le carbone, puis meurent et s’enfoncent dans l’océan profond où le carbone est stocké pour des centaines d’années – pour représenter entre 5 et 17% de l’augmentation totale de l’absorption de carbone par les océans d’ici 2100. Leurs conclusions ont été publiées aujourd’hui dans la revue PNAS (Actes de l’Académie nationale des sciences).
L’auteur principal, le Dr Jamie Wilson, de l’École des sciences de la Terre de l’Université de Bristol, a expliqué : « La pompe biologique stocke environ le double de la quantité de dioxyde de carbone qui se trouve actuellement dans notre atmosphère dans les profondeurs de l’océan. Parce que le plancton est sensible au changement climatique, ce bassin de carbone est susceptible de changer de taille, nous avons donc entrepris de comprendre comment cela changerait à l’avenir en réponse au changement climatique en examinant les dernières projections futures des modèles du GIEC. »
Des organismes microscopiques appelés plancton, vivant à la surface ensoleillée de l’océan, utilisent du dioxyde de carbone lors de la photosynthèse. Lorsque ces planctons meurent, leurs restes coulent rapidement à travers la « zone crépusculaire » de l’océan (200-1000 m), où des facteurs environnementaux, tels que la température et la concentration en oxygène, et des facteurs écologiques, tels que le fait d’être mangé par d’autres planctons, contrôlent la façon dont une grande partie atteint l’océan profond où le carbone de leur corps est stocké loin de l’atmosphère pendant des centaines à des milliers d’années. Le réchauffement des océans ralentit la circulation, augmentant le temps pendant lequel le carbone est stocké dans l’océan profond.
L’auteure contributrice, le Dr Anna Katavouta, qui a travaillé aux côtés du scientifique en début de carrière, le Dr Chelsey Baker, tous deux du Centre national d’océanographie, a ajouté : « Nos recherches ont révélé une augmentation constante du carbone stocké dans l’océan par la pompe à carbone biologique au cours du 21 siècle dans les dernières projections du modèle du GIEC. En revanche, nous avons constaté une baisse de la production mondiale d’exportation (la quantité de matière organique, comme le plancton mort, coulant sous la surface de l’océan), ce qui suggère que la production d’exportation n’est peut-être pas aussi précise qu’un métrique pour la pompe à carbone biologique qu’on ne le pensait auparavant. Nous avons démontré que le flux de matière organique à 1 000 mètres est plutôt un meilleur prédicteur de la séquestration à long terme du carbone associée à la pompe à carbone biologique. Ce résultat nous aidera à mieux comprendre les processus qui contrôlent la pompe à carbone biologique et de prédire de manière plus fiable la quantité de carbone libérée en raison de l’activité humaine qui sera stockée dans l’océan à l’avenir. »
Cependant, les modèles du GIEC n’ont pas de représentation cohérente des processus environnementaux et écologiques dans la zone crépusculaire. Cela conduit à une grande incertitude quant à la quantité de dioxyde de carbone provenant de l’atmosphère que la pompe biologique stockera au-delà de la fin du siècle. En théorie, après 2100, le stockage du carbone par la pompe biologique pourrait se bloquer et commencer à agir comme une source de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, ce qui pourrait encore aggraver le changement climatique.
Le Dr Wilson a ajouté : « Cette recherche démontre l’importance cruciale de la région de la zone crépusculaire de l’océan pour le stockage biologique du carbone dans l’océan. Cette partie de l’océan est encore mal comprise car elle est si difficile à observer, mais elle est aussi commencent tout juste à subir les pressions des changements environnementaux, de la pêche et de l’exploitation minière en haute mer.
« Comprendre comment la zone crépusculaire contrôle la quantité de carbone stockée par la biologie dans l’océan signifie que nous pouvons comprendre comment éviter les pires impacts des pratiques humaines comme la pêche et l’exploitation minière. »
L’équipe va maintenant travailler à déterminer quels processus dans la zone crépusculaire sont les plus importants pour le stockage biologique du carbone et à mettre à jour les modèles océaniques afin qu’ils puissent prédire de manière fiable les changements futurs.
Jamie D. Wilson et al, La pompe à carbone biologique dans les modèles CMIP6 : tendances et incertitudes du XXIe siècle, Actes de l’Académie nationale des sciences (2022). DOI : 10.1073/pnas.2204369119.