De nouvelles recherches remettent en question une hypothèse de longue date concernant le rôle de la fonte des glaciers antarctiques dans l'apport de fer aux océans. Les scientifiques pensaient que ce fer stimulerait la croissance d'algues microscopiques, absorbant ainsi le dioxyde de carbone. Cependant, une étude récente de l'Université Rutgers-New Brunswick révèle que les eaux de fonte des plateformes de glace contribuent beaucoup moins de fer qu'estimé précédemment.
Points clés à retenir
- La fonte glaciaire libère moins de fer dans l'océan Austral que prévu.
- La majorité du fer dissous provient des eaux profondes et des sédiments, non de la glace elle-même.
- Ces découvertes pourraient modifier les modèles climatiques futurs.
- L'océan Austral reste un puits de carbone crucial malgré cette révision.
Une hypothèse climatique remise en question
Pendant des années, les chercheurs ont envisagé une fertilisation naturelle de l'océan Austral. L'idée était que le réchauffement de l'Antarctique et la fonte des glaciers libéreraient du fer piégé dans la glace. Ce fer devait ensuite alimenter des efflorescences d'algues microscopiques, qui absorbent le dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre.
Cependant, des mesures directes sur le terrain suggèrent que cette attente n'est pas exacte. Les scientifiques ont constaté que les eaux de fonte des plateformes de glace apportent une quantité de fer significativement inférieure aux eaux océaniques environnantes. Cela soulève de nouvelles questions sur l'origine réelle du fer dans l'océan Austral.
Un fait surprenant
Les nouvelles mesures indiquent que la quantité de fer transportée par l'eau de fonte est plusieurs fois inférieure aux estimations antérieures. Une grande partie de ce fer provient d'une forme différente d'eau de fonte que celle produite directement par la glace.
L'importance du fer pour la vie marine
Malgré des mois d'obscurité, l'océan Austral abrite une croissance abondante de phytoplancton. Ces plantes microscopiques constituent la base du réseau alimentaire. Elles nourrissent le krill, qui à son tour soutient les manchots, les phoques et les baleines.
En se développant, le phytoplancton élimine de grandes quantités de dioxyde de carbone de l'atmosphère par photosynthèse. Cette région est ainsi le plus grand puits océanique mondial pour ce gaz réchauffant le climat. La disponibilité du fer est cruciale pour cette productivité biologique.
Des mesures directes pour une meilleure compréhension
Jusqu'à présent, la compréhension des sources de fer dans ces eaux provenait principalement de simulations et de modèles informatiques. Rob Sherrell, professeur au Département des sciences marines et côtières de l'Université Rutgers, et son équipe ont choisi de recueillir des mesures directes sur le terrain.
En 2022, les chercheurs se sont rendus à bord du brise-glace américain Nathaniel B. Palmer, désormais désaffecté. Leur destination était la plateforme de glace de Dotson, dans la mer d'Amundsen, en Antarctique occidental. La mer d'Amundsen est responsable de la majeure partie de l'élévation du niveau de la mer causée par la fonte antarctique.
Contexte de la recherche
L'objectif était de collecter l'eau de fonte glaciaire à sa source. Dans la mer d'Amundsen, l'eau de fonte se forme sous les plateformes de glace flottantes. Ces plateformes s'étendent des glaciers terrestres vers l'océan. La fonte est principalement due à l'eau relativement chaude de l'océan profond qui s'écoule dans les cavités sous la glace.
Des résultats inattendus et précis
À la plateforme de glace de Dotson, l'équipe a identifié les points d'entrée et de sortie de l'eau de mer dans une de ces cavités. Ils ont prélevé des échantillons d'eau aux deux points. De retour au New Jersey, Venkatesh Chinni, un chercheur postdoctoral et auteur principal de l'étude, a mesuré les concentrations de fer dans les échantillons. Il a analysé le fer dissous et le fer lié aux particules en suspension.
Des collaborateurs de l'Université Texas A&M ont examiné les rapports isotopiques pour « identifier » le fer et tracer son origine. Ces mesures ont permis à Chinni et son équipe de calculer la quantité de fer supplémentaire présente dans l'eau sortant de la cavité par rapport à celle qui y entrait.
« Il a été largement supposé que la fonte glaciaire sous les plateformes de glace contribuait considérablement au fer biodisponible dans ces eaux de plateforme, dans un processus de fertilisation naturelle par le fer glaciaire », a déclaré Rob Sherrell. « Nos conclusions révisent ces hypothèses. »
Les résultats ont été inattendus. L'eau de fonte ne représentait qu'environ 10% du fer dissous s'écoulant de la cavité. La majeure partie du fer provenait de l'eau profonde (62%), tandis que 28% provenaient des sédiments du plateau continental.
Nouvelles perspectives sur les sources de fer
« Environ 90% du fer dissous sortant de la cavité de la plateforme de glace provient des eaux profondes et des sédiments extérieurs à la cavité, et non de l'eau de fonte », a précisé Venkatesh Chinni. Les données isotopiques suggèrent également des processus se déroulant sous le glacier lui-même.
Les échantillons indiquent la présence d'une couche d'eau de fonte liquide dépourvue d'oxygène dissous. Dans de telles conditions, les oxydes de fer solides dans le substrat rocheux peuvent se dissoudre plus facilement. Cela libère du fer dans l'eau. Selon Chinni, ce mécanisme pourrait contribuer plus de fer que la fonte des plateformes de glace.
Ces découvertes remettent en question les hypothèses de longue date sur les sources de fer dans l'océan Austral à mesure que la planète se réchauffe. Les chercheurs soulignent la nécessité de poursuivre les travaux pour comprendre pleinement comment les processus sous-glaciaires influencent la libération du fer.
« Notre affirmation dans cet article est que l'eau de fonte elle-même transporte très peu de fer. La majeure partie du fer qu'elle transporte provient de l'érosion et de la dissolution du substrat rocheux dans la couche liquide entre le substrat et la calotte glaciaire, et non de la glace qui est à l'origine de l'élévation du niveau de la mer », a conclu Rob Sherrell. Il a ajouté que de nombreux scientifiques pourraient trouver cette conclusion surprenante.
