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05/02/2025

Le changement climatique révise les cycles des nutriments marins


Les modèles informatiques révèlent comment le changement climatique basé sur l’homme révèlera considérablement les cycles nutritifs critiques dans l’océan. Dans le Actes de l’Académie nationale des sciencesUniversité de Californie, les chercheurs d’Irvine rapportent des preuves que les cycles des nutriments marins – essentiels pour soutenir les écosystèmes océaniques – changent de manière inattendue alors que la planète continue de se réchauffer.

« Des études modèles ont suggéré que lorsque l’océan se réchauffe, il devient plus stratifié, ce qui peut drainer certaines parties de l’océan de surface des nutriments », a déclaré Adam Martiny, professeur de science du système de terre et d’écologie et de biologie évolutive et l’un des principaux auteurs de l’étude. Bien que les modèles suggèrent un lien entre les températures de l’océan et les nutriments de surface de l’océan, il s’agit de la première étude à confirmer les impacts du changement climatique sur les cycles nutritifs.

L’équipe, dirigée par l’étudiant diplômé Skylar Gerace, a analysé 50 ans de données sur les nutriments de l’océan recueillies dans le cadre du Global Ocean Ship-Based Investigations Program (Go-Dhip). Ils ont découvert qu’au cours du dernier demi-siècle, il y a eu une baisse majeure du phosphore – un nutriment qui joue un rôle clé dans la santé des réseaux alimentaires marins – dans les océans de l’hémisphère sud.

« Il peut y avoir des effets en cascade sur le Web des aliments », a déclaré Gerace, qui a expliqué comment le plancton – des micro-organismes qui forment les bases de nombreuses réseaux alimentaires marins – comptent sur le phosphore comme source de nourriture. « Lorsque le phytoplancton a moins de phosphore, ils deviennent moins nutritifs, ce qui peut nuire aux taux de croissance du zooplancton et des poissons. »

Étonnamment, les concentrations de nitrate – un nutriment que l’équipe s’attendait à diminuer – semblent rester stables. Le nitrate est crucial pour le fonctionnement de l’écosystème, de sorte qu’il n’est pas en déclin, a expliqué Martiny. Néanmoins, les concentrations de nitrate peuvent encore diminuer à l’avenir alors que le climat continue de changer. « Mais que nous ne savons pas – c’est juste de la spéculation », a-t-il déclaré.

Martiny a souligné l’importance de programmes comme Go-Dhip quand il s’agit de faire des sciences comme celle-ci; Sans des missions maritimes qui collectent des données empiriques sur les écosystèmes marins, il n’y aurait aucun moyen de confirmer si les modèles climatiques prévoient réellement. Par exemple, les modèles ont prévu qu’il y aurait désormais une baisse des niveaux de nitrate dans l’eau de l’océan, mais les observations directes révèlent que ce n’est pas le cas.

« Il est en général très difficile de démontrer des impacts climatiques à long terme sur l’océan, car il y a tellement de variabilité, et la nôtre fait maintenant partie d’une petite collection d’études qui démontrent ces impacts à long terme », a déclaré Martiny. « Vous pouvez compter sur la main les tendances démontrées à long terme de la chimie des océans. »

Ensuite, l’équipe veut quantifier comment l’évolution des cycles nutritifs a un impact sur les écosystèmes marins dans les deux hémisphères au fur et à mesure que le changement climatique se poursuit.

« Nous visons à étudier comment cette métrique nutritive se rapporte à une dynamique d’écosystème plus large dans tout l’océan, comme la productivité primaire », a déclaré Gerace. « Cela pourrait en outre établir des mesures comme la nôtre comme indicateur holistique pour surveiller les écosystèmes marins alors que l’océan continue de se réchauffer et de stratifier. »

La recherche a été soutenue par des subventions de la National Science Foundation, de la National Oceanic and Atmospheric Administration et de la NASA à Martiny, et des subventions du Bureau de la recherche biologique et environnementale du DOI et de la NASA au professeur Keith Moore dans le Département des sciences du système de terre.



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