Des scientifiques viennent de découvrir une vie cachée sous la glace arctique
La fonte rapide des glaces de mer dans l’océan Arctique est souvent considérée comme une catastrophe environnementale. Pourtant, les chercheurs ont découvert que le même processus de fusion pourrait contribuer à maintenir la vie de manière inattendue. À mesure que la glace recule, elle crée des conditions qui favorisent la croissance des algues, fondement du réseau trophique marin de l’Arctique.
Les algues constituent la base de la plupart des écosystèmes océaniques, mais leur croissance dépend de l’azote – et l’azote est rare dans les eaux arctiques. Aujourd’hui, une équipe internationale dirigée par l’Université de Copenhague a découvert que davantage d’azote pourrait devenir disponible que ce que les scientifiques pensaient autrefois. Ce changement pourrait remodeler l’avenir de la vie marine dans la région et influencer la quantité de carbone que l’océan peut absorber.
Une source cachée d’azote sous la glace
L’étude est la première à confirmer que la fixation de l’azote, un processus par lequel certaines bactéries transforment l’azote gazeux (N2) dissous dans l’eau de mer en ammonium – se produit sous la glace marine arctique, même dans ses zones les plus reculées et centrales. L’ammonium aide non seulement ces bactéries à prospérer, mais nourrit également les algues et, par extension, les créatures qui en dépendent.
« Jusqu’à présent, on pensait que la fixation de l’azote ne pouvait pas avoir lieu sous la glace marine, car on supposait que les conditions de vie des organismes qui fixent l’azote étaient trop mauvaises. Nous avions tort », explique Lisa W. von Friesen, auteur principal de l’étude et ancienne doctorante au Département de biologie.
Moins de glace, plus de vie
Contrairement à la plupart des autres océans où les cyanobactéries dominent la fixation de l’azote, l’océan Arctique repose sur un groupe totalement différent de bactéries appelées non-cyanobactéries. Les chercheurs ont découvert les taux de fixation d’azote les plus élevés le long de la lisière des glaces, là où la fonte est la plus intense. Même si ces bactéries peuvent opérer sous la glace, elles prospèrent le long de la limite de fonte. À mesure que le changement climatique accélère le retrait des glaces, cette zone de fonte en expansion pourrait permettre à davantage d’azote de pénétrer dans l’écosystème.
« En d’autres termes, la quantité d’azote disponible dans l’océan Arctique a probablement été sous-estimée, à la fois aujourd’hui et dans les projections futures. Cela pourrait signifier que le potentiel de production d’algues a également été sous-estimé alors que le changement climatique continue de réduire la couverture de glace marine », explique von Friesen.
« Étant donné que les algues constituent la principale source de nourriture pour les petits animaux tels que les crustacés planctoniques, qui à leur tour sont mangés par les petits poissons, davantage d’algues peuvent finir par affecter l’ensemble de la chaîne alimentaire », ajoute-t-elle.
Cela pourrait-il aider la planète à absorber plus de CO2?
Cette nouvelle source d’azote pourrait également influencer la quantité de dioxyde de carbone absorbée par l’océan Arctique. Plus d’algues signifie plus de photosynthèse, ce qui permet à l’océan de capter de plus grandes quantités de CO.2.
« Pour le climat et l’environnement, c’est probablement une bonne nouvelle. Si la production d’algues augmente, l’océan Arctique absorbera davantage de CO2 parce que plus de CO2 sera lié à la biomasse des algues. Mais les systèmes biologiques sont très complexes, il est donc difficile de faire des prédictions fermes, car d’autres mécanismes peuvent tirer dans la direction opposée », explique Lasse Riemann, professeur au Département de biologie et auteur principal de l’étude.
Les chercheurs soulignent que la fixation de l’azote devrait désormais être prise en compte dans les modèles prédisant l’avenir de l’Arctique. « Nous ne savons pas encore si l’effet net sera bénéfique pour le climat. Mais il est clair que nous devrions inclure un processus important tel que la fixation de l’azote dans l’équation lorsque nous essayons de prédire ce qui arrivera à l’océan Arctique dans les décennies à venir à mesure que la glace marine diminuera », ajoute Riemann.
Comment fonctionne la fixation de l’azote
Dans l’Arctique, ce sont des non-cyanobactéries qui fixent l’azote. Ces micro-organismes consomment de la matière organique dissoute – souvent libérée par les algues – et produisent à leur tour de l’azote fixe qui favorise la croissance des algues. Cet échange crée une petite mais vitale boucle de nutriments sous la glace.
Les algues jouent un double rôle dans l’écosystème : elles sont à la fois le point de départ de la chaîne alimentaire marine et des absorbeurs naturels de CO2. À mesure qu’ils grandissent, ils extraient le dioxyde de carbone de l’air, qui peut ensuite couler au fond des océans sous forme de biomasse.
Derrière la découverte
L’étude, publiée dans Communications Terre et Environnementont impliqué des scientifiques de l’Université de Copenhague (Danemark), de l’Université Linnaeus (Suède), de l’Institut Alfred Wegener (Allemagne), de l’Université d’Aix Marseille (France), du Centre national d’océanographie (Royaume-Uni), de l’Institut Max Planck de chimie (Allemagne), de l’Université de Stockholm (Suède) et de l’Université suédoise des sciences agricoles (Suède).
Leurs conclusions sont basées sur deux expéditions de recherche majeures à bord des brise-glaces IB Oden et RV Polarstern. Des échantillons et des mesures ont été collectés sur 13 sites dans le centre de l’océan Arctique, notamment dans les régions situées au nord-est du Groenland et au nord du Svalbard.