Les scientifiques préviennent qu’il manque aux modèles climatiques un acteur clé des océans
Certains des acteurs les plus importants du système climatique terrestre sont presque invisibles. Le plancton calcifiant, des organismes microscopiques qui forment des coquilles dures, aident à réguler la température de la planète en capturant le carbone et en le déplaçant dans l’océan. Une nouvelle revue publiée dans Science constate que ces organismes ne sont pas entièrement représentés dans les modèles climatiques utilisés pour prédire l’avenir de la Terre. La recherche a été dirigée par une équipe internationale de l’Institut des sciences et technologies environnementales de l’Université autonome de Barcelone (ICTA-UAB) (Espagne).
L’étude se concentre sur trois grands groupes de plancton calcifiant : les coccolithophores, les foraminifères et les ptéropodes. Selon les auteurs, les modèles climatiques simplifient ou excluent souvent ces organismes, ce qui peut donner une image incomplète de la façon dont l’océan réagit au changement climatique.
Comment le plancton calcifiant façonne le cycle du carbone
Lorsque les modèles climatiques négligent la calcification du plancton, ils risquent de passer à côté d’étapes clés du cycle mondial du carbone. Ces organismes construisent de minuscules coquilles faites de carbonate de calcium (CaCO3), une substance qui joue un rôle central dans la chimie des océans. À mesure que le plancton croît et meurt, il contribue à déplacer le carbone de l’atmosphère vers les couches plus profondes de l’océan.
Ce processus, connu sous le nom de pompe à carbone océanique, contribue à stabiliser le climat de la Terre sur de longues périodes. Elle affecte également la chimie de l’eau de mer et contribue à la formation de sédiments que les scientifiques utilisent pour étudier les climats passés.
« Les coquilles de plancton sont minuscules, mais ensemble, elles façonnent la chimie de nos océans et le climat de notre planète », a déclaré Patrizia Ziveri, professeure de recherche ICREA à l’ICTA-UAB et auteur principal de l’étude. « En les excluant des modèles climatiques, nous risquons de négliger les processus fondamentaux qui déterminent la manière dont le système Terre réagit au changement climatique. »
Le processus manquant de dissolution superficielle
Les chercheurs soulignent qu’une grande partie du carbonate de calcium produit par le plancton ne coule pas jusqu’au fond de l’océan. Au lieu de cela, une partie importante se dissout dans la couche supérieure de l’océan, un processus connu sous le nom de « dissolution peu profonde ». Cette dégradation est due à l’activité biologique, notamment la prédation, l’agglutination de particules et la respiration microbienne.
La dissolution superficielle modifie la chimie des océans de manière importante, mais elle est largement absente des principaux modèles du système terrestre (par exemple CMIP6) utilisés dans les évaluations du climat mondial. Sans tenir compte de ce processus, les modèles risquent de mal évaluer la manière dont le carbone se déplace dans l’océan et la manière dont le système réagit au stress environnemental.
Différents planctons sont confrontés à différentes menaces climatiques
L’étude souligne également que tous les planctons calcifiants ne se comportent pas de la même manière. Chaque groupe possède des caractéristiques uniques qui influencent l’endroit où il vit, son fonctionnement dans les écosystèmes marins et sa vulnérabilité au changement climatique.
Les coccolithophores sont les plus gros producteurs de CaCO3mais ils sont particulièrement sensibles à l’acidification des océans car ils ne disposent pas de mécanismes spécialisés pour éliminer l’excès d’acidité de leurs cellules. Les foraminifères et les ptéropodes disposent de tels mécanismes, mais ils sont confrontés à d’autres risques, notamment la baisse des niveaux d’oxygène et la hausse des températures des océans. Ensemble, ces organismes déterminent la manière dont le carbone est stocké et recyclé dans l’océan, et les traiter comme un seul groupe peut simplifier à l’extrême la réponse de l’océan aux pressions climatiques.
Améliorer les modèles climatiques grâce à une meilleure biologie des océans
Les auteurs appellent à des efforts urgents pour mesurer la quantité de carbonate de calcium que chaque groupe de plancton produit, dissout et exporte vers des eaux plus profondes. Ils soutiennent que l’intégration de ces détails dans les modèles climatiques améliorerait les prévisions des interactions océan-atmosphère, le stockage du carbone à long terme et l’interprétation des enregistrements sédimentaires utilisés pour reconstruire l’histoire climatique de la Terre.
« Si nous ignorons les plus petits organismes de l’océan, nous risquons de passer à côté d’importantes dynamiques climatiques », explique le Dr Ziveri. « L’intégration du plancton calcifiant dans les modèles climatiques pourrait offrir des prévisions plus précises et des informations plus approfondies sur la manière dont les écosystèmes et les sociétés pourraient être affectés. »
Les chercheurs concluent qu’il est essentiel de combler ces lacunes dans les connaissances pour construire la prochaine génération de modèles climatiques, ceux qui reflètent plus précisément la complexité biologique des océans.