Les scientifiques découvrent enfin ce qui alimente les proliférations massives de sargasses
Début juin de cette année, environ 38 millions de tonnes de Sargasses a dérivé vers les côtes des îles des Caraïbes, du golfe du Mexique et du nord de l’Amérique du Sud, établissant un nouveau record malheureux. Durant l’été, ces tapis flottants d’algues brunes s’accumulent en grande quantité sur les plages où ils se décomposent et dégagent une odeur désagréable. Cette accumulation décourage les visiteurs et met à rude épreuve les écosystèmes côtiers. Mais loin du rivage, Sargasses la dérive à la surface fournit de la nourriture et un abri à de nombreux animaux marins.
Les algues sont originaires de la mer des Sargasses, à l’est de la Floride. Depuis 2011, les scientifiques ont suivi l’apparition récurrente de la ceinture de sargasses du Grand Atlantique, une bande massive de golfes qui se déplace de l’équateur vers les Caraïbes pendant les périodes de forts vents d’est. Jusqu’à récemment, la source du phosphore (P) et de l’azote (N) qui ont alimenté sa croissance rapide restait incertaine. Certains avaient proposé que le ruissellement agricole ou les nutriments libérés par la déforestation de la forêt tropicale en soient responsables. Ces explications ne correspondent toutefois pas à l’augmentation constante du Sargasses biomasse observée ces dernières années.
Identifier les forces derrière les fleurs
Une équipe de chercheurs internationaux dirigée par l’Institut Max Planck de chimie a maintenant déterminé le processus principal à l’origine de ces proliférations à grande échelle. Ils ont également identifié les modèles climatiques qui ont ouvert la voie à cette croissance, ce qui leur a permis de commencer à développer un système capable de prédire l’avenir. Sargasses Arrivées.
Dans une publication récente dans Géosciences naturellesles chercheurs décrivent comment de fortes remontées d’eau profondes poussées par le vent près de l’équateur font remonter à la surface des eaux profondes riches en phosphore et les transportent vers le nord dans les Caraïbes. L’apport accru de phosphore profite aux cyanobactéries qui vivent à la surface des algues brunes. Ces micro-organismes captent l’azote atmosphérique (N2) et convertissez-le en un formulaire qui Sargasses peut utiliser, un processus connu sous le nom de fixation de l’azote. Les cyanobactéries colonisent couramment Sargassesformant un partenariat qui fournit aux algues une source supplémentaire d’azote. Selon l’étude, cette symbiose offre Sargasses un avantage compétitif par rapport aux autres algues de l’Atlantique équatorial et contribue à expliquer les changements Sargasses abondance enregistrée au cours des années passées.
Les noyaux de corail révèlent un siècle de fixation de l’azote
L’équipe a établi un lien entre la croissance des algues, la fixation accrue de l’azote et la remontée d’eaux fraîches et riches en nutriments en étudiant des carottes de coraux collectées dans les Caraïbes. Les coraux servent d’archives environnementales à long terme car leurs squelettes intègrent des traces chimiques provenant de l’eau environnante au fur et à mesure de leur croissance. En examinant leurs couches de croissance annuelles, semblables aux cernes des arbres, les scientifiques peuvent reconstruire les changements intervenus dans la chimie des océans au fil des siècles.
Dans cette étude, les chercheurs ont mesuré la composition isotopique de l’azote dans les coraux pour déduire la quantité d’azote fixée par les micro-organismes au cours des 120 dernières années. Lors de la fixation de l’azote, les bactéries réduisent le rapport des isotopes stables de l’azote 15N à 14N dans l’eau de mer. Lorsque les coraux affichent de faibles ratios de 15N à 14N, cela signale des périodes de fixation accrue de l’azote. Pour confirmer la signification de ces signatures chimiques, des échantillons d’eau de mer collectés par le navire de recherche Eugen Seibold ont été utilisés pour calibrer les isotopes de l’azote dans les coraux modernes, démontrant qu’ils enregistrent de manière fiable la fixation de l’azote.
Tendances couplées depuis 2011
Jonathan Jung, doctorant à l’Institut Max Planck de chimie et auteur principal de l’étude, explique : « Dans la première série de mesures, nous avons remarqué deux augmentations significatives de la fixation de l’azote en 2015 et 2018, deux années record. Sargasses fleurit. Nous avons donc comparé notre reconstruction corallienne avec Sargasses données de biomasse, et les deux enregistrements s’alignaient parfaitement ! Mais à l’époque, il n’était pas du tout clair s’il y avait un lien de causalité. »
Une comparaison plus approfondie a montré que la biomasse des algues et la fixation de l’azote sont systématiquement liées depuis 2011, y compris des valeurs élevées et faibles. Ce moment est remarquable car en 2010, des vents violents ont transporté pour la première fois des algues brunes de la mer des Sargasses vers l’Atlantique tropical.
Éliminer d’autres sources de nutriments
Après avoir éliminé d’autres idées, l’équipe a conclu qu’une offre excédentaire de phosphore est le principal facteur à l’origine d’importantes Sargasses événements. Les théories antérieures selon lesquelles la poussière saharienne contenait du fer susceptible de stimuler la croissance des algues ne correspondaient pas aux records de biomasse. De même, les apports de nutriments en provenance des fleuves Amazone et Orénoque n’ont montré aucune corrélation avec le moment ou l’intensité des précipitations. Sargasses fleurit.
Un mécanisme qui améliore les prévisions futures
Les chercheurs décrivent un processus dans lequel le phosphore fourni par les eaux profondes et l’azote fourni par les bactéries fixatrices d’azote alimentent ensemble les proliférations observées au cours des dernières décennies. Le géochimiste Jung note : « Notre mécanisme explique la variabilité de Sargasses croissance meilleure que toutes les approches précédentes. Cependant, il existe encore une incertitude quant à savoir si et dans quelle mesure d’autres facteurs jouent également un rôle. »
L’arrivée d’eau riche en phosphore dépend de températures de surface de la mer plus fraîches dans l’Atlantique Nord tropical et de conditions plus chaudes dans l’Atlantique Sud. Ces différences de température modifient les modèles de pression atmosphérique, créant des changements dans la force et la direction du vent qui éloignent les eaux de surface et permettent aux eaux plus profondes riches en phosphore de monter.
Selon les chercheurs de Mayence, la surveillance des conditions de vent, des températures de surface de la mer et des modèles d’upwelling associés dans l’Atlantique équatorial peut aider à affiner les prévisions de l’avenir. Sargasses croissance. Alfredo Martínez-García, chef de groupe à l’Institut Max Planck de chimie et auteur principal de l’étude, explique : « En fin de compte, l’avenir de Sargasses dans l’Atlantique tropical dépendra de la façon dont le réchauffement climatique affecte les processus qui conduisent à l’approvisionnement en excès de phosphore dans l’Atlantique équatorial. Sargasses fleurit.