Chaque année, le transport trans-plateforme de particules riches en carbone des mers de Barents et de Kara pourrait lier jusqu’à 3,6 millions de tonnes métriques de CO2 dans les profondeurs de l’Arctique depuis des millénaires. Dans cette seule région, une voie de transport jusque-là inconnue utilise la pompe à carbone biologique et les courants océaniques pour absorber le CO atmosphérique2 à l’échelle des émissions annuelles totales de l’Islande, comme le rapportent des chercheurs de l’Institut Alfred Wegener et d’instituts partenaires dans le numéro actuel de la revue Géoscience de la nature.
Comparée à d’autres océans, la productivité biologique de l’océan Arctique central est limitée, car la lumière du soleil est souvent rare – soit en raison de la nuit polaire ou de la couverture de glace de mer – et les sources de nutriments disponibles sont rares. Par conséquent, les microalgues (phytoplancton) des couches d’eau supérieures ont accès à moins d’énergie que leurs homologues des autres eaux. Ainsi, la surprise a été grande lorsque, lors de l’expédition ARCTIC2018 en août et septembre 2018 à bord du navire de recherche russe Akademik Tryoshnikov, de grandes quantités de particules – c’est-à-dire stockées dans des restes végétaux – de carbone ont été découvertes dans le bassin Nansen de la centre de l’Arctique. Des analyses ultérieures ont révélé une masse d’eau contenant de grandes quantités de particules de carbone à des profondeurs allant jusqu’à deux kilomètres, composée d’eau de fond de la mer de Barents. Ce dernier est produit lorsque la glace de mer se forme en hiver, puis l’eau froide et lourde coule et s’écoule ensuite du plateau côtier peu profond vers le bas du talus continental et dans le bassin profond de l’Arctique.
« Sur la base de nos mesures, nous avons calculé qu’à travers ce transport de masse d’eau, plus de 2 000 tonnes métriques de carbone circulent chaque jour dans les profondeurs arctiques, soit l’équivalent de 8 500 tonnes métriques de CO atmosphérique.2. Extrapolé à la quantité annuelle totale révélée même 13,6 millions de tonnes métriques de CO2qui est à la même échelle que les émissions annuelles totales de l’Islande », explique le Dr Andreas Rogge, premier auteur de l’étude Géoscience de la nature études et océanographe à l’Institut Alfred Wegener, Centre Helmholtz pour la recherche polaire et marine (AWI). Ce panache d’eau riche en carbone s’étend du plateau de la mer de Barents et de Kara à environ 1 000 kilomètres dans le bassin arctique. À la lumière de ce mécanisme récemment découvert, la mer de Barents – déjà connue pour être la mer marginale la plus productive de l’Arctique – semblerait éliminer efficacement environ 30 % de carbone de plus de l’atmosphère qu’on ne le pensait auparavant. De plus, des simulations basées sur des modèles ont déterminé que l’écoulement se manifeste par des impulsions saisonnières, puisque dans les mers côtières de l’Arctique, l’absorption de CO2 par le phytoplancton n’a lieu qu’en été.
Comprendre les processus de transport et de transformation dans le cycle du carbone est essentiel pour créer des budgets mondiaux de dioxyde de carbone et donc également des projections du réchauffement climatique. À la surface de l’océan, les algues unicellulaires absorbent le CO2 de l’atmosphère et coule vers les profondeurs marines lorsqu’il vieillit. Une fois que le carbone lié de cette manière atteint les eaux profondes, il y reste jusqu’à ce que des courants renversés ramènent l’eau à la surface de l’océan, ce qui prend plusieurs milliers d’années dans l’Arctique. Et si le carbone se dépose dans les sédiments des grands fonds marins, il peut même y être piégé pendant des millions d’années, car seule l’activité volcanique peut le libérer. Ce processus, également connu sous le nom de pompe à carbone biologique, peut éliminer le carbone de l’atmosphère pendant de longues périodes et représente un puits vital dans le cycle du carbone de notre planète. Le processus représente également une source de nourriture pour la faune locale des grands fonds comme les étoiles de mer, les éponges et les vers. Seules des recherches plus approfondies pourront nous dire quel pourcentage du carbone est réellement absorbé par l’écosystème.
Les mers du plateau polaire abritent d’autres régions largement inexplorées dans lesquelles l’eau de fond se forme et s’écoule dans la mer profonde. Ainsi, on peut supposer que l’influence globale de ce mécanisme en tant que puits de carbone est en réalité bien plus importante. « Cependant, en raison du réchauffement climatique en cours, moins de glace et donc moins d’eau de fond se forment. En même temps, plus de lumière et de nutriments sont disponibles pour le phytoplancton, permettant plus de CO2 être lié. En conséquence, il est actuellement impossible de prédire comment ce puits de carbone se développera, et l’identification des points de basculement potentiels nécessite de toute urgence des recherches supplémentaires », déclare Andreas Rogge.
