De récents travaux ont suggéré que l’absorption de CO2 par l’océan Austral était bien plus faible qu’on ne le pensait. Ces conclusions surprenantes ont nourri de nombreux débats entre scientifiques, dont l’un des débouchés a été de réexaminer en détail les échanges de carbone entre l’air et l’eau dans ce bassin océanique. Les résultats ont été publiés dans la revue Science ce 2 décembre.
Près de 30 % du dioxyde de carbone (CO2) que nous rejetons dans l’atmosphère termine dans les océans et les acidifie. Comme c’est le cas pour l’absorption de chaleur, l’océan Austral joue un rôle de premier plan dans ce processus de capture. En effet, quelque 40 % du carbone anthropique actuellement stocké dans l’océan mondial est entré par les eaux froides et tumultueuses qui entourent l’Antarctique.
Un puits de carbone plus faible que prévu ?
Le rôle de l’océan Austral dans le cycle mondial du carbone et l’amplitude du changement climatique n’est plus à prouver. Toutefois, ces dernières années, diverses évaluations des flux de CO2 basées sur la mesure du pH de l’eau ont suggéré que la quantité de dioxyde de carbone capturée était bien plus faible que prévu. Cela impliquait donc de revoir en partie notre compréhension du cycle du carbone. Aussi, ces résultats ont conduit à de nombreux débats au sein de la communauté scientifique.
Afin de clarifier les choses, une équipe de chercheurs a entrepris de réexaminer en détail les échanges de carbone entre l’atmosphère et l’océan au niveau du bassin austral. En effet, une estimation quantitative et solide continue de faire défaut. Comme les données rapportées par les stations de surface sont relativement peu nombreuses et pas toujours de bonne qualité, les scientifiques ont compilé celles recueillies par des avions de recherche lors de trois campagnes de terrain opérées entre 2009 et 2018.
« Les signaux de CO2 atmosphérique au-dessus de l’océan Austral sont petits et difficiles à mesurer, en particulier à partir de stations de surface utilisant différents instruments gérés par différents laboratoires », relate Britton Stephens, coauteur de l’étude impliqué dans les trois missions scientifiques. « Toutefois, avec la combinaison d’instruments de haute performance que nous avons menée, les signaux étaient frappants et sans équivoque ».
Une vaste quantité de CO2 est bel et bien absorbée par l’océan Austral
Grâce à ces mesures, les chercheurs ont pu déterminer les profils verticaux et horizontaux des concentrations en CO2 au sud du 45 °S pour différentes périodes de l’année. Une fois couplées à des modèles de transport atmosphériques, elles ont permis de calculer les échanges de carbone entre l’eau et l’air à l’échelle du bassin. Les résultats montrent que l’océan Austral absorbe une vaste quantité de carbone, incompatible avec les soupçons évoquant un puits plus faible que prévu.
En effet, même si les eaux rejettent une masse notable de CO2 en direction de l’atmosphère durant l’hiver, elles en absorbent énormément en été, en grande partie grâce aux efflorescences de phytoplancton. Aussi, le bilan affiche une capture nette évaluée à deux milliards de tonnes de CO2 par an sur la période d’étude.
« Chaque fois que l’avion plongeait vers la surface, les turbulences augmentaient, indiquant que l’air était en contact avec l’océan, un moment précis où tous les instruments ont enregistré une baisse des concentrations en CO2 », relate le coauteur. « Nous avons vu que ces observations sont extrêmement puissantes. Alors que nous entrons dans une période où la société mondiale prend des mesures pour réduire le CO2 atmosphérique, il est essentiel que nous prenions le pouls du cycle du carbone », souligne Matthew Long, auteur principal du papier.
