Océans: la hausse du CO2 chamboule le phytoplancton

Le 26 novembre 2015 par Romain Loury
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Un coccolithophore, couvert de ses coccolithes
Un coccolithophore, couvert de ses coccolithes
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Le phytoplancton déjoue tous les pronostics: lors d’une étude publiée jeudi 26 novembre dans Science, une équipe américaine a découvert que les coccolithophores connaissaient une hausse inattendue ces 50 dernières années. Or il s’agit d’organismes calcifiants, censés être désavantagés par l’acidification en cours des océans.

Algues unicellulaires, les coccolithophores sont couverts de petites plaques calcaires, les coccolithes, constituant un exosquelette les protégeant du zooplancton –plancton animal. Organismes calcifiants, ils ont de quoi se faire du mouron face à la montée du CO2, et à l’acidification qui en résulte: depuis l’ère préindustrielle, le pH moyen des océans est passé de 8,2 à 8,1, et pourrait descendre à 7,8 d’ici 2100.

Or une étude publiée jeudi dans Science montre exactement l’effet inverse : menée par Sara Rivero-Calle, de l’université Johns Hopkins de Baltimore (Maryland), et ses collègues, elle révèle au contraire que les coccolithophores pullulent lorsque la température et le CO2 s’élèvent, comme s’ils faisaient fi de l’acidification ambiante. Pour montrer cela, les chercheurs ont évalué les données du Continuous Plankton Recorder (CPR), système de collecte du plancton installé depuis 1965 sur certains cargos sillonnant le nord de l’Atlantique.

Un phytoplancton 20 fois plus présent

Certes, le système de filtration utilisé ne permet pas de retenir les coccolithophores, trop petits pour les mailles du filet utilisé, mais certains d’entre eux se piègent tout de même à l’intersection des fibres de soie. Or entre 1965 et 2010, la fréquence à laquelle les coccolithophores y sont retrouvés est passée d’environ 1% à plus de 20%.

Analysant diverses variables locales, les chercheurs montrent que cette probabilité de présence s’élève avec le taux de CO2 et avec la température. Selon l’équipe, la hausse du CO2, source de carbone, favorise la croissance de ces algues. A l’inverse, d’autres types de phytoplancton, dont les diatomées et les dinoflagellés, ont connu une forte baisse depuis 1965.

En 2011, une équipe française publiait dans Nature une étude montrant une bien moindre production du squelette calcaire des coccolithophores lorsque la concentration de CO2 s’élève – du fait d’une baisse du pH et d’une raréfaction des ions carbonates, nécessaires à la production de calcite. N’y a-t-il pas une contradiction avec la nouvelle étude?

Des coccolithophores moins calcifiés

Pour le premier auteur de l’étude de 2011, Luc Beaufort, chercheur au Centre européen de recherche et d’enseignement des géosciences de l’environnement (Cerege, CNRS/université Aix-Marseille), «ce sont des données indépendantes. De notre côté, nous parlions de la calcification des coccolithophores [la quantité de coccolithes, ndlr], alors que la nouvelle étude traite de l’abondance de ce plancton», explique-t-il au JDLE.

Parmi les hypothèses expliquant cette apparente divergence, il est possible que certains coccolithophores puissent se passer de leurs coccolithes. D’autre part, certaines espèces pourraient être remplacées par d’autres dont la calcification est moins affectée par l’acidification, ajoute le chercheur. Deux hypothèses que la nouvelle étude, qui ne fournit pas le détail par espèces, ne permet pas de vérifier.

Un bouleversement aux conséquences inconnues

Le plus frappant, c’est que «de gros changements sont en train de se produire dans le phytoplancton. La plupart des écologues pensaient que les choses étaient assez stables, et que la hausse de température en cours, pour l’instant assez limitée, n’entraînerait pas des changements aussi rapides», explique Luc Beaufort. Reste à savoir quels seront les impacts sur la chaîne alimentaire.

Publiée jeudi dans Science, une autre étude américaine révèle des changements drastiques du phytoplancton au cours du dernier millénaire, avec deux transitions majeures: l’une à la jonction entre l’anomalie climatique médiévale (950-1250 ap. J.-C.) et le petit âge glaciaire (1400-1850 ap. J.-C.), la seconde au début de l’ère industrielle, vers 1850. Une nouvelle preuve que le phytoplancton, loin d’être figé, réagit fortement aux changements climatiques.

Quant à la baisse des diatomées, «c’est une plutôt mauvaise nouvelle», juge Luc Beaufort. Publiée fin septembre, une étude de la Nasa révélait que leur quantité baissait de 1,22% par an au niveau mondial, particulièrement dans le nord de l’océan Pacifique, dans les zones nord et équatoriale de l’océan Indien.

Or les diatomées, du fait de leur poids, ont tendance à sédimenter au fond des océans, y constituant un abondant stock de carbone à long terme, piégeant ainsi le CO2. Au vu des résultats publiés dans Science, nul ne sait si la hausse des coccolithophores permettra ou non de compenser le déclin des diatomées, et donc quel sera le bilan final sur l’absorption océanique de CO2.



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