Étudier la reminéralisation du carbone dans les profondeurs de l’océan
Sans l’océan, les effets du changement climatique induits par l’activité humaine seraient bien plus importants. L’océan aspire le CO2 de l’atmosphère et l’emmène dans ses profondeurs par un phénomène appelé la pompe à carbone biologique, un processus naturel qui entraîne la matière organique dans les profondeurs et la reminéralise en CO2. Ce facteur essentiel du cycle du carbone de la Terre contribue à ralentir les effets du changement climatique. La quantité de carbone organique stockée dans l’océan est principalement déterminée par la profondeur à laquelle s’effectue cette reminéralisation. Nous ne comprenons toutefois pas entièrement pourquoi ni comment cette profondeur varie dans le temps, les méthodes conventionnelles de mesure actuelles étant incapables de saisir cette variabilité. Dans le cadre du projet GOCART(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par le Conseil européen de la recherche(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), une équipe de chercheurs dirigée par Stephanie Henson(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), scientifique principale du groupe Ocean BioGeosciences du National Oceanography Centre au Royaume-Uni, a fait appel à des véhicules sous-marins autonomes (AUV) pour mesurer les profondeurs de reminéralisation dans l’océan profond. «Nous avons constaté que la variation de la profondeur de reminéralisation se produit à de nombreuses échelles temporelles différentes, quotidienne, hebdomadaire voire saisonnière», explique Stephanie Henson, coordinatrice du projet GOCART. Des missions menées dans l’océan Austral, une zone subtropicale de remontée d’eau, et dans l’Atlantique Nord, ont également permis au projet de mettre en lumière la manière dont les modèles de variabilité diffèrent d’une région à l’autre. «La dynamique de la prolifération du phytoplancton, les flux de carbone et la profondeur de reminéralisation étaient tous différents», ajoute Stephanie Henson.
Essais avec des planeurs sous-marins autonomes
Avant de se lancer dans cette quête planétaire, l’équipe de GOCART a travaillé en étroite collaboration avec les ingénieurs du National Oceanography Centre au Royaume-Uni pour s’assurer que les missions du planeur sous-marin répondaient à leurs exigences. Il s’est notamment agi d’intégrer de nouveaux capteurs, de planifier des durées de déploiement plus longues que précédemment (jusqu’à 4 mois) et de développer un échantillonnage de plus haute résolution. Tout au long des différentes missions, les chercheurs ont observé une variabilité temporelle étonnamment élevée de l’efficacité de la pompe à des échelles subquotidiennes à hebdomadaires, notamment de nombreuses impulsions épisodiques du flux de carbone organique. «Nous n’avons pu acquérir ce type de données détaillées que grâce aux planeurs sous-marins; les mesures effectuées à partir de navires ne pouvaient en effet pas fournir la résolution ni les longues échelles de temps nécessaires pour révéler cette variabilité», fait remarquer Stephanie Henson. «La variabilité nous permet de mieux comprendre ce qui détermine l’efficacité de la pompe à carbone biologique, car nous pouvons identifier les facteurs qui varient sur des échelles de temps similaire.» L’équipe pourra ensuite utiliser ses résultats pour évaluer les connaissances actuelles sur les facteurs qui induisent l’efficacité et la variabilité temporelle de la pompe à carbone biologique, et identifier les lacunes de connaissances que pourraient combler de futures missions autonomes ou embarquées, ou dans le cadre de futurs efforts de développement de modèles.
Évaluer de nouvelles interrogations scientifiques dans les profondeurs de l’océan
«Je suis, bien sûr, particulièrement fière des fantastiques résultats scientifiques que nous avons obtenus, mais je suis surtout fière des personnes qui se sont unies pour former l’équipe de GOCART», déclare Stephanie Henson. «Nous avons créé un groupe expert de l’utilisation des AUV pour la biogéochimie marine, internationalement reconnu pour son excellence et son innovation.» L’équipe de GOCART poursuivra l’étude de la pompe à carbone biologique à l’aide de planeurs sous-marins et d’autres technologies. La recherche fait désormais appel non seulement aux planeurs sous-marins, mais également à des flotteurs autonomes et à des submersibles sans pilote, tout en entreprenant des missions dans l’océan afin de déterminer si les résultats de GOCART seraient valables ailleurs. Stephanie Henson conclut: «Comme c’est le cas pour de nombreux projets, nous avons amélioré notre compréhension de certains aspects de la pompe, mais nous sommes désormais confrontés à toute une série de nouvelles interrogations!».
Mots‑clés
GOCART, reminéralisation, planeurs sous-marins autonomes, profondeurs de l’océan, changement climatique, pompe à carbone biologique