La vie dans la « zone crépusculaire » de l’océan pourrait décliner considérablement en raison du changement climatique, selon de nouvelles recherches. La zone crépusculaire (200 m à 1 000 m de profondeur) reçoit très peu de lumière mais abrite une grande variété d’organismes et des milliards de tonnes de matière organique.
La nouvelle étude prévient que le changement climatique pourrait entraîner une réduction de 20 à 40 % de la vie dans les zones crépusculaires d’ici la fin du siècle.
Et dans un avenir à fortes émissions, la vie dans la zone crépusculaire pourrait être gravement réduite d’ici 150 ans, sans récupération pendant des milliers d’années.
« Nous savons encore relativement peu de choses sur la zone crépusculaire de l’océan, mais en utilisant des preuves du passé, nous pouvons comprendre ce qui pourrait arriver à l’avenir », a déclaré le Dr Katherine Crichton, de l’Université d’Exeter, et auteur principal de l’étude.
L’équipe de recherche, composée de paléontologues et de modélisateurs océaniques, a examiné l’abondance de la vie dans la zone crépusculaire dans les climats chauds du passé, en utilisant des enregistrements de coquilles microscopiques conservées dans les sédiments océaniques.
« Nous avons examiné deux périodes chaudes du passé de la Terre, il y a environ 50 millions d’années et il y a 15 millions d’années », a déclaré le professeur Paul Pearson de l’Université de Cardiff, qui a dirigé la recherche.
« Nous avons constaté que la zone crépusculaire n’était pas toujours un habitat riche et plein de vie.
« Pendant ces périodes chaudes, beaucoup moins d’organismes vivaient dans la zone crépusculaire, car beaucoup moins de nourriture arrivait des eaux de surface. »
Les animaux de la zone crépusculaire se nourrissent principalement de particules de matière organique tombées de la surface de l’océan.
L’étude a montré que dans les mers plus chaudes du passé, cette matière organique était dégradée beaucoup plus rapidement par les bactéries, ce qui signifie que moins de nourriture atteignait la zone crépusculaire.
« La riche variété de la vie dans les zones crépusculaires a évolué au cours des derniers millions d’années, lorsque les eaux océaniques se sont suffisamment refroidies pour agir plutôt comme un réfrigérateur, préservant les aliments plus longtemps et améliorant les conditions permettant à la vie de prospérer », a déclaré le Dr Crichton.
Cela a conduit les chercheurs à se demander ce qu’il adviendrait de la vie dans la zone crépusculaire dans un monde futur plus chaud.
En combinant les preuves des périodes chaudes passées avec des simulations du modèle du système terrestre, ils ont simulé ce qui pourrait se passer maintenant dans la zone crépusculaire et ce qui pourrait se passer dans les décennies, siècles et millénaires à venir en raison du réchauffement climatique provoqué par les émissions de gaz à effet de serre.
« Nos résultats suggèrent que des changements importants pourraient déjà être en cours », a poursuivi le Dr Crichton.
« À moins que nous ne réduisions rapidement les émissions de gaz à effet de serre, cela pourrait entraîner la disparition ou l’extinction d’une grande partie de la vie dans les zones crépusculaires d’ici 150 ans, avec des effets s’étalant sur des millénaires par la suite.
« Même un avenir à faibles émissions peut avoir un impact significatif, mais ce serait beaucoup moins grave que les scénarios à émissions moyennes et élevées.
« Notre étude est une première étape pour découvrir à quel point cet habitat océanique peut être vulnérable au réchauffement climatique. »
Les trois scénarios d’émissions de l’étude sont basés sur les émissions totales de dioxyde de carbone après 2010. « Faible » est de 625 milliards de tonnes, « moyen » est de 2 500 milliards de tonnes et « élevé » est de 5 000 milliards de tonnes.
Pour le contexte, le Global Carbon Budget (dirigé par l’Université d’Exeter) a estimé les émissions mondiales totales de dioxyde de carbone à 40,6 milliards de tonnes rien qu’en 2022.
Les émissions ont été proches de 40 milliards de tonnes chaque année de 2010 à 22, de sorte que la majeure partie du dioxyde de carbone (environ 500 milliards de tonnes) pour le scénario « bas » de l’étude a déjà été émise.
Au rythme actuel, le scénario « moyen » serait atteint d’ici 50 ans, et le « haut » dans un peu plus d’un siècle.
Le Dr Jamie Wilson, de l’Université de Liverpool, a déclaré : « La zone crépusculaire joue un rôle important dans le cycle du carbone de l’océan car la majeure partie du dioxyde de carbone absorbé par le phytoplancton s’y retrouve lorsque leurs restes coulent de la surface de l’océan.
« L’un des défis de prédire comment ce mouvement de carbone pourrait changer à l’avenir est qu’il existe de nombreux processus à démêler dans l’océan moderne.
« En examinant la zone crépusculaire au cours des périodes chaudes passées, nous pouvons identifier les processus les plus importants et les utiliser pour prédire l’avenir.
« Nous avons constaté que ce cycle naturel du carbone est probablement déjà en train de changer et pourrait être perturbé longtemps dans le futur. »
Pour accroître nos connaissances sur la zone crépusculaire des océans, un programme de l’ONU (JETZON) A été mis en place. Il déclare: « Il est mal compris de presque tous les points de vue. Cependant, il contient peut-être le stock de poissons le plus important et le moins exploité au monde et recycle environ 80% de la matière organique qui coule des eaux de surface productives. »
La nouvelle étude a été financée par le Natural Environment Research Council et comprend des chercheurs des universités d’Exeter, de Liverpool, de California Riverside, de Brême, de Cardiff et de l’University College London.
Plus d’information:
Ce que le passé géologique peut nous dire sur l’avenir de la zone crépusculaire de l’océan, Communication Nature (2023). DOI : 10.1038/s41467-023-37781-6