Paris, le 11 mai 2000

Depuis 20 ans, les chercheurs s'efforcent de comprendre le décalage observé entre la faible production de diatomées (algues planctoniques dont la carapace est constituée de verre organique, l'opale) en surface de l'Océan Austral et la grande richesse en opale des dépôts sédimentaires en Antarctique. Des équipes du CNRS viennent de montrer que la production de diatomées par l'Océan Austral avait été jusqu'à présent sous-évaluée et qu'à l'inverse, les accumulations d'opale dans les sédiments avaient été, elles, largement sur-évaluées. Au total, la préservation de l'opale sédimentée depuis la couche de surface n'est finalement pas plus importante dans l'Océan Austral que dans le reste de l'océan. Cette découverte a d'importantes conséquences pour la reconstitution des climats. Elle fait l'objet d'une publication dans la revue Nature du 11 mai 2000.

.
La production annuelle de microalgues dans l'océan est équivalente à celle des végétaux terrestres. En utilisant l'énergie lumineuse, les algues marines fixent le carbone dissous, ce qui alimente la chaîne trophique et donc ce que l'on appelle la " pompe biologique " de gaz carbonique atmosphérique. Dans ce processus, l'Océan Austral occupe une place à part. En effet, les eaux froides de l'Antarctique ont une population d'algues dominée par les diatomées. A leur mort, ces organismes planctoniques sédimentent, accumulant dans les abysses de la matière organique et le verre organique des carapaces siliceuses des diatomées appelé " opale ". Ce verre s'entasse au cours des âges en épaisses couches sédimentaires. (Très esthétique, l'opale est utilisée en bijouterie).

Depuis près de 50 ans, la communauté scientifique internationale s'interroge pour comprendre pourquoi, malgré la richesse en matières nutritives, la production algale est si faible dans l'Océan Austral.

Dans ce contexte, lors des différentes campagnes menées à bord du "Marion-Dufresne" (navire de l'Institut français pour la recherche et la technologie polaire, IFRTP), des chercheurs du Laboratoire des sciences de l'environnement marin (LEMAR - CNRS) à l'Institut universitaire européen de la mer (IUEM, Brest) avaient observé que, dans cet océan, la croissance des diatomées était très lente, et donc la pompe biologique de gaz carbonique semblait peu active. Paradoxalement, d'autres chercheurs, ceux du Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (LSCE - CNRS - CEA, Gif sur Yvette) avaient montré, grâce aux " carottes " de sédiments prélevées à l'aide du carottier géant du "Marion-Dufresne", la très grande richesse en opale des dépôts sédimentaires antarctiques. Comment un océan peu productif en diatomées peut-il accumuler d'importants dépôts d'opale ? S'il y beaucoup d'opale dans les sédiments alors que peu de diatomées poussent en surface, c'est que le taux de préservation de l'opale doit être très élevé dans l'Antarctique ! Jusqu'à l'an dernier on pensait qu'il était 10 fois plus élevé que dans le reste de l'océan mondial.

Dans le papier publié dans "Nature", les chercheurs du LEMAR et du LSCE expliquent la résolution de ce paradoxe : Il y a encore vingt ans, la mesure de la production primaire dans la couche de surface de l'océan n'était possible qu'à partir d'échantillons prélevés au hasard des campagnes océanographiques ; aujourd'hui les capteurs de la couleur de la mer, embarqués sur des satellites, permettent d'avoir une vue d'ensemble beaucoup plus exacte de la production photosynthétique à l'échelle régionale et même mondiale. Les mesures récentes satellitales du capteur SEAWifs, validées lors des campagnes ANTARES et Southern Ocean JGOFS (voir encadré), révèlent ainsi que la production de diatomées est en fait plus intense à l'échelle annuelle que celle qui avait été extrapolée à partir des mesures ponctuelles des navires. Autrement dit, la production des diatomées avait été jusqu'à présent sous-évaluée. A l'inverse, grâce à des techniques isotopiques, les chercheurs ont pu montrer que les accumulations d'opale dans les sédiments avaient été largement sur-évaluées. En effet, de violents courants de fond entraînent bien loin de son point de chute le matériel sédimenté depuis la couche de surface, le redistribuant et l'accumulant au cours des millénaires dans les vallées et dépressions topographiques. La préservation de l'opale sédimentée depuis la couche de surface n'est donc finalement pas plus importante dans l'océan Austral que dans le reste de l'océan mondial.

Cette découverte a d'importantes conséquences pour la reconstitution des climats qui, au cours des âges, ont largement évolué passant de périodes glaciaires à des périodes interglaciaires (chaudes). En effet, l'opale déposée dans les sédiments depuis des millions d'années est souvent utilisée comme un traceur de la production photosynthétique de la couche de surface, autrement dit de la pompe biologique de gaz carbonique. Un des points clefs de cette reconstitution est évidemment de bien connaître la préservation du matériel biogène sédimenté. A l'âge glaciaire, la teneur en gaz carbonique de l'atmosphère (reconstituée d'après les carottes prélevées dans la calotte glaciaire antarctique) était de 40% inférieure au niveau actuel. Or les sédiments antarctiques datant de cette époque révèlent des dépôts d'opale plus importants qu'à présent. On peut donc penser qu'à taux de préservation égal de l'opale, la pompe biologique de gaz carbonique devait, à cette époque, être plus active qu'actuellement.

La biologie de l'océan serait-elle un facteur plus important que pré-supposé pour le contrôle du climat de la planète Terre ? Il s'agit d'une hypothèse qu'il importe de vérifier si nous voulons mieux comprendre les interactions climat-océan dans le présent, et dans le futur…

Référence : " Resolving the " opal paradox " in the Southern Ocean ", Nature, 11 mai 2000 .
Philippe Pondaven, Olivier Ragueneau, Paul Tréguer, Anne Hauvespre, Laurent Dezileau, Jean-Louis Reyss.

Contact chercheur :
Paul Treguer, directeur de l'IUEM - Brest
Tél : 02 98 49 86 64
Mél : Paul.Treguer@univ-brest.fr

Contact presse :
Martine Hasler, relations avec les médias, CNRS
Tél : 01 44 96 46 35
Mél : martine.hasler@cnrs-dir.fr

Contact INSU/CNRS :
Hélène Doco, chargée de communication
Tél : 01 45 07 55 62
Mél : doco@cnrs-bellevue.fr