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Fertilisation de l'océan contre réchauffement : une nouvelle expérience

Un navire vient de partir vers l'océan Antarctique pour déverser dans la mer 20 tonnes de fer afin de stimuler la production de phytoplancton et vérifier si cet apport augmente bien la capacité de l'océan à absorber le gaz carbonique de l'atmosphère. Contestée, la méthode a été interdite, du moins à grande échelle, par un moratoire international.

Le Polarstern embarque 20 tonnes de sulfate de fer vers l'océan Antarctique. © Institut Alfred-Wegener Le Polarstern embarque 20 tonnes de sulfate de fer vers l'océan Antarctique. © Institut Alfred-Wegener

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Le Polarstern fait actuellement route vers la mer du Scotia, entre l'Amérique du sud et le continent antarctique. Ce navire, appartenant à l'institut allemand Alfred-Wegener, embarque 20 tonnes de sulfate de fer, une cargaison peu ordinaire pour un bâtiment de recherche océanographique. Les scientifiques la déverseront intégralement par-dessus bord pour la répandre consciencieusement sur une surface de 300 kilomètres carrés.

L'idée n'est pas nouvelle. Le but de cette expérience est d'ensemencer une région océanique pour stimuler la production de phytoplancton, c'est-à-dire les végétaux de très petites tailles. On a en effet montré que les algues étaient en général carencées en fer. La biomasse devrait ainsi augmenter et ces organismes consommeront du gaz carbonique (CO2, ou dioxyde de carbone), en le fixant dans leurs tissus. Les animaux (plancton, poissons, mammifères) profiteront à leur tour de cette masse végétale supplémentaire. Au final, les fèces et les cadavres entraîneront vers le fond ce carbone piégé.

A l'échelle de l'océan, cette pluie continuelle de matière organique, notamment les coquilles carbonatées, aboutit à un prélèvement important de carbone dans l'atmosphère, expédié sur le plancher océanique, où il attendra d'être enfoui sous un continent au rythme de la tectonique des plaques. C'est ce que l'on appelle la pompe biologique. Un autre mécanisme, purement physique lui, entraîne lui aussi des molécules carbonées au fond des mers. On estime généralement que, chaque année, l'océan mondial absorbe un tiers des émissions humaines de gaz carbonique.

Si les phénomènes sont connus, l'ampleur précise de l'absorption de gaz carbonique par l'océan est difficile à estimer. Il semble que la pompe physique augmente mécaniquement de puissance avec l'élévation du taux de CO2. Mais la voie biologique, elle, ne semble pas avoir été stimulée. Alors pourquoi ne pas le faire nous-mêmes ?

Effets mal connus

Des essais de ce type ont déjà eu lieu, surtout entre 1993 et 2005, et ont effectivement démontré un effet positif sur la croissance du phytoplancton. Depuis, beaucoup voient dans la fertilisation à grande échelle (OIF pour Ocean iron fertilisation) une manière d'augmenter la capacité de l'océan mondial à absorber les excédents de gaz carbonique. Il a même été suggéré d'échanger des opérations d'OIF contre des crédits carbone. Une nation qui déverserait du fer dans l'océan gagnerait ainsi le droit d'émettre davantage de gaz carbonique.

Mais beaucoup de scientifiques sont extrêmement sceptiques sur l'efficacité de telles opérations, tant sont réduites nos connaissances sur ces mécanismes et sur les effets à long terme d'un ensemencement massif. En 2005, une campagne française, baptisée Keops (pour Kerguelen Ocean and Plateau compared Study), analysait pour la première fois une poussée planctonique due à une fertilisation naturelle en fer, sur le plateau des Kerguelen, au milieu de l'océan austral où la production de phytoplancton est habituellement faible. En comparant les mécanismes observés avec les phénomènes en jeu lors d'une fertilisation artificielle, Stéphane Blain et ses collègues avaient conclu que l'efficacité d'une opération d'OIF, mesurée par le rapport entre la quantité de carbone envoyée vers le plancher océanique et la quantité de fer ajoutée, est, au mieux, dix fois plus faible que dans le cas d'une fertilisation naturelle.

En mai 2008, deux cents pays ont signé un accord pour interdire cette pratique. Mais en octobre de la même année, 88 nations ont décidé un amendement autorisant des expériences ponctuelles. Dans ce cadre, l'Institut Alfred-Wegener, en collaboration avec une équipe indienne (National Institute of Oceanography), a lancé le projet Lohafex (loha signifie fer en hindi et fex est l'acronyme de fertilization experiment).

Une plate-forme portant un ensemble de bouteilles de prélèvement d'eau de mer et des instruments de mesure classiques enregistrant la conductivité (que l'on relie à la salinité), la température et la profondeur. © Institut Alfred-Wegener
Une plate-forme portant un ensemble de bouteilles de prélèvement d'eau de mer et des instruments de mesure classiques enregistrant la conductivité (que l'on relie à la salinité), la température et la profondeur. © Institut Alfred-Wegener

Les 48 chercheurs ont jeté leur dévolu sur la mer du Scotia, par 50 degrés sud. De précédentes études sur des blooms planctoniques induits ou naturels avaient déjà eu lieu dans les régions australes, notamment avec le Polarstern, mais dans des zones à faible production planctonique. Les océanographes veulent maintenant poursuivre ce travail dans une zone où la production est plus forte et conduit à une importante prolifération de krill, ces sortes de crevettes pélagiques dont se repaissent les baleines, les calmars, les phoques et les manchots. Or, ces populations de krill ont fortement régressé ces dernières années.

Les océanographes suivront la destinée du gaz carbonique dissous, de l'activité biologique ainsi que de l'oxygène dissous et de l'oxyde nitreux, qui influent eux aussi beaucoup sur l'efficacité de l'expérience. Le 17 mars prochain, l'expédition prendra fin à Punta Arenas, à l'extrême sud du Chili.

Selon les scientifiques allemands, l'opération est d'une ampleur faible et affecterait bien moins l'océan que la fonte d'un seul iceberg qui, elle aussi, libère dans l'eau d'énormes quantités de fer. L'expérience Lohafex pourra ainsi, concluent les chercheurs de l'Institut Alfred-Wegener, alimenter en résultats scientifiques la controverse sur la fertilisation de l'océan...


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