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Entrez dans la zone crépusculaire : les scientifiques plongent dans le mystérieux milieu des océans

Feb 27, 2020 9:59 PM ET

Les vastes profondeurs sauvages entre la lumière et l’ombre font face aux menaces croissantes du changement climatique et de la surpêche. t abrite la majorité de la biomasse des poissons marins et contribue à éliminer environ 4 milliards de tonnes de dioxyde de carbone de l’atmosphère chaque année. Aujourd’hui, les scientifiques se préparent à plonger dans la zone crépusculaire, la couche océanique largement inexplorée de 200 à 1 000 mètres de profondeur, dont certains s’inquiètent, est menacée par le changement climatique et la pression accrue de la pêche. Dans le cadre d’une mission de 25 millions de dollars américains, la NASA se rendra dans l’Atlantique Nord en avril pour étudier le mouvement du carbone entre l’atmosphère et l’océan profond. D’autres se joindront à l’expédition grâce à une entreprise collaborative dévoilée lors de la réunion des sciences océaniques de l’American Geophysical Union à San Diego, en Californie, la semaine dernière. « C’est littéralement le plus gros investissement jamais fait dans la zone crépusculaire », explique Dave Siegel, océanographe à l’Université de Californie à Santa Barbara. Il dirige la mission de la NASA, baptisée Export Processes in the Ocean from Remote Sensing, ou EXPORTS. L’ajout d’un réseau de collaborateurs promet de renforcer le partage des données et la coordination avec d’autres efforts de recherche dans le monde entier. “Si nous pouvons fédérer, nous pouvons nous aider les uns les autres.”

Plomberie dans les profondeurs

La zone crépusculaire commence là où la photosynthèse échoue, et descend jusqu’à l’endroit où la lumière s’effiloche entièrement. Ici, d’innombrables créatures dépendent de granulés fécaux et d’organismes morts qui tombent d’en haut — généralement appelés neige marine. De minuscules brouteurs s’élèvent également dans l’océan supérieur pour chasser chaque nuit, marquant la plus grande migration animale sur Terre. De plus grands prédateurs, tels que des baleines et des requins, fourragent fréquemment dans cette bande d’eau, et les humains lorgnent de plus en plus sa générosité aussi bien. Les opérations de pêche commerciale en Norvège et dans d’autres pays ont déjà commencé à récolter du krill qui habite généralement la zone crépusculaire. Certains scientifiques craignent que l’exploitation de ce stock de protéines largement inexploité augmente à l’avenir en raison de la demande croissante de nourriture. Cela pourrait affecter le réseau alimentaire marin et, en fin de compte, le climat, explique Philip Boyd, un écologiste marin de l’Université de Tasmanie à Hobart, en Australie, qui dirige un projet visant à étudier la quantité de carbone qui tombe dans l’abîme de l’océan Austral. L’océan fournit un service crucial à l’humanité en tirant le carbone de l’atmosphère, et cela dépend de ce qui se passe dans la zone crépusculaire, dit Ken Buesseler, un radiochimiste marin à la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) dans le Massachusetts. « C’est aussi simple que cela, dit-il, mais ce n’est pas facile à mesurer. » La NASA a donné un coup de pouce majeur à la recherche sur la zone crépusculaire avec son investissement dans le projet EXPORTS, qui a débuté en 2018 avec une expédition dans le nord de l’océan Pacifique. De faibles concentrations de fer dans cette région de l’océan limitent les proliférations de phytoplancton photosynthétique, et les résultats préliminaires confirment que moins de carbone se déplace profondément dans l’océan. L’expédition à venir aura lieu près des îles britanniques dans une région riche en nutriments où les principales proliférations de phytoplancton sont fréquentes. Ici, les chercheurs identifieront et suivront une floraison au fur et à mesure qu’elle se déplace avec les courants océaniques, en suivant le mouvement des nutriments à travers la colonne d’eau avec des flotteurs et des pièges à sédiments. En parallèle, les scientifiques regarderont vers le bas de l’espace à l’aide de satellites. Une partie du carbone extrait de l’atmosphère par le phytoplancton est recyclée par des microbes et des brouteurs, puis reconvertie en CO2. Mais une autre partie — peut-être 10 % en moyenne à travers le monde — s’enfonce dans la zone crépusculaire et dans l’océan profond, où elle pourrait être séquestrée en toute sécurité pendant des siècles. La compréhension de cette « pompe à carbone biologique » aidera les scientifiques à prévoir comment les océans et la planète réagiront à l’augmentation des niveaux de gaz à effet de serre, explique M. Siegel.

Mise en commun des ressources

Les deux bateaux de la NASA seront rejoints par un troisième exploité par l’OMSI, qui mène sa propre mission de 35 millions de dollars pour explorer la vie dans la zone crépusculaire. Ce projet est financé par le groupe de conférences à but non lucratif, TED, et des organisations philanthropiques. Des chercheurs d’autres pays, dont l’Australie et le Royaume-Uni, y participeront et testeront leur équipement en même temps que les autres projets, ce qui devrait faciliter la comparaison des résultats à l’avenir. Cette coordination est la première réalisation majeure de l’exploration conjointe du Réseau Océan De twilight Zone (JETZON), la nouvelle initiative collaborative annoncée à San Diego la semaine dernière. Les dirigeants de JETZON ont présenté une vision pour identifier les priorités de recherche, coordonner les protocoles expérimentaux et partager les données. Bien qu’il s’agit d’un réseau informel et non encore financé, il pourrait aider les scientifiques à organiser et à s’associer à des campagnes sur le terrain afin de s’assurer que les chercheurs puissent couvrir la vaste étendue de la zone crépusculaire sans chevauchement des efforts. « C’est le bon moment pour les grandes campagnes d’observation », déclare Corinne Le Quéré, climatologue au Tyndall Centre for Climate Change Research à Norwich, au Royaume-Uni. Les écosystèmes marins sont essentiels pour comprendre comment les océans séquestrent le carbone, mais on ne sait toujours pas comment ces écosystèmes vont changer à l’avenir. Les études de terrain aideront à répondre à ces questions, dit M. Le Quéré. Les efforts de JETZON pour coordonner les efforts sur le terrain portent déjà leurs fruits, affirme Stephanie Henson, écologiste marine au Centre national d’océanographie de Southampton, au Royaume-Uni, et co-responsable d’un projet de recherche qui travaillera avec EXPORTS dans l’Atlantique Nord. Henson avait l’habitude de paniquer en se demandant si les scientifiques seraient jamais en mesure de démêler la façon dont la pompe à carbone biologique dans la zone crépusculaire fonctionne, mais elle dit que les choses sont à la recherche. « Je suis encore un peu paniquée, dit-elle, mais maintenant nous avons plus de données. » Par Jeff Tollefson.

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JeffTollefson.com