L'impact du fer sur la biogéochimie océanique
L'extension continue des OMZ au cours des dernières décennies à cause des activités humaines pourrait avoir un impact sur la fertilité des océans, en augmentant le rendement du recyclage du Fe biodisponible dans le plancher océanique. L'objectif du projet BICYCLE (Benthic iron cycling in oxygen minimum zones and implications for ocean biogeochemistry), financé par l'UE, était de comparer l'émission de Fe depuis les sédiments avec la désoxygénation passée et présente et d'étudier les effets possibles sur les cycles biogéochimiques marins. Les partenaires du projet ont étudié les concentrations en Fe dans des échantillons de sédiments et les eaux interstitielles (l'eau qui se trouvent entre les grains de sédiments) dans l'OMZ du Pérou. Les résultats ont montré que les sédiments constituent une source importante de Fe biodisponible pour la colonne d'eau locale. Cependant, la majeure partie du Fe libéré est déposée à proximité de la source plutôt que transportée en pleine mer, où il joue un rôle important dans la production primaire. Une carotte de sédiments de 15 mètres de long a été utilisée pour effectuer le suivi de la libération de Fe depuis les sédiments du plancher océanique au cours des 140 000 dernières années, remontant ainsi jusqu'à l'avant-dernière période interglaciaire. Les résultats ont montré que la libération de Fe était plus intense au cours des périodes où l'oxygénation était légèrement accentuée, comme par exemple dans des conditions de pic glaciaire. L'augmentation de la libération de Fe à des niveaux plus élevés d'oxygène pourrait être due à des concentrations inférieures de sulfure d'hydrogène dans les sédiments de surface, qui font baisser la rétention du Fe. Le projet a également développé un modèle général de la manière dont la désoxygénation de l'océan affectera la libération de Fe depuis les sédiments du plancher océanique dans le futur. Les chercheurs ont ainsi compilé une base de données des flux de Fe du plancher océanique qu'ils ont utilisée pour identifier un lien entre le flux de Fe du plancher océanique, les niveaux de descente de carbone organique et l'oxygénation des eaux de fond. Ces informations ont été utilisées pour conduire des expériences de modélisation pour déterminer comment incorporer au mieux la source de Fe du plancher océanique dans les modèles biogéochimiques globaux du système Terre. Par ailleurs, les chercheurs ont amélioré les moyens de caractériser les interactions entre matières dissoutes et particulaires dans l'eau pour déterminer dans quelle mesure le Fe issu des sédiments est exporté hors des régions anoxiques de l'océan. Les matières particulaires collectées depuis la colonne d'eau au cours d'une expédition de recherche sur la marge continentale péruvienne ont révélé que la majeure partie du Fe dans la colonne d'eau anoxique est oxydée (et par conséquent démobilisée) par les nitrates plutôt que par l'oxygène. Le projet BICYCLE a fourni des informations nouvelles sur le devenir du Fe issu des sédiments dans les régions appauvries en oxygène et comment la libération de Fe sédimentaire a été affectée par les changements environnementaux dans le passé. De plus, les modèles développés par le projet contribuent directement aux efforts de l'UE pour prévoir comment les changements environnementaux d'origine anthropique affecteront le système terrestre et les océans à l'avenir.
