Juillet 2002 – juin 2022
Deux décennies de mesures satellitaires montrent que la surface de la mer tend vers le vert.
La mer d’un bleu profond devient un peu plus verte. Même si cela ne semble pas aussi important que, par exemple, des températures élevées à la surface de la mer, la couleur de la surface de l’océan est révélatrice de l’écosystème qui se trouve en dessous. Les communautés de phytoplancton, des organismes microscopiques photosynthétiseurs, abondent dans les eaux proches de la surface et sont essentielles au réseau trophique aquatique et au cycle du carbone. Ce changement de teinte de l’eau confirme une tendance attendue dans le cadre du changement climatique et signale des changements(1) aux écosystèmes de l’océan mondial, qui couvre 70 pour cent de la surface de la Terre.
Principales conclusions de recherches récentes
Des chercheurs dirigés par BB Cael, scientifique principal au Centre national d’océanographie du Royaume-Uni, ont révélé(2) que 56 pour cent de la surface mondiale de la mer a subi un changement de couleur significatif au cours des 20 dernières années. Après avoir analysé les données sur la couleur de l’océan de l’instrument MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) sur NASAGrâce au satellite Aqua de , ils ont découvert qu’une grande partie du changement provenait du fait que l’océan devenait plus vert.
La carte ci-dessus met en évidence les zones où la couleur de la surface des océans a changé entre 2002 et 2022, les nuances de vert plus foncées représentant des différences plus significatives (rapport signal/bruit plus élevé). Par extension, a déclaré Cael, « ce sont des endroits où nous pouvons détecter un changement dans l’écosystème océanique au cours des 20 dernières années ». L’étude s’est concentrée sur les régions tropicales et subtropicales, à l’exclusion des latitudes plus élevées, qui sont sombres une partie de l’année, et des eaux côtières, où les données sont naturellement très bruitées.
L’importance des changements de chlorophylle
Les points noirs sur la carte indiquent la zone, couvrant 12 pour cent de la surface de l’océan, où les niveaux de chlorophylle ont également changé au cours de la période d’étude. La chlorophylle est la mesure de référence utilisée par les scientifiques en télédétection pour évaluer l’abondance et la productivité du phytoplancton. Cependant, ces estimations n’utilisent que quelques couleurs du spectre de la lumière visible. Les valeurs affichées en vert sont basées sur toute la gamme de couleurs et capturent donc plus d’informations sur l’écosystème dans son ensemble.
Une occasion unique d’étudier les tendances océaniques
Une longue série chronologique provenant d’un seul capteur est relativement rare dans le monde de la télédétection. Alors que le satellite Aqua célébrait sa 20e année en orbite en 2022, dépassant largement sa durée de vie nominale de 6 ans, Cael se demandait quelles tendances à long terme pourraient être découvertes dans les données. Il était particulièrement curieux de savoir ce qui aurait pu manquer dans toutes les informations sur la couleur des océans recueillies. « Il y a plus de données codées dans les données que ce que nous utilisons réellement », a-t-il déclaré.
En exploitant les données, l’équipe a discerné une tendance de la couleur de l’océan qui avait été prédite.(3) par la modélisation climatique, mais dont la détection nécessiterait 30 à 40 ans de données à l’aide d’estimations de chlorophylle par satellite. Cela est dû au fait que la variabilité naturelle de la chlorophylle est élevée par rapport à la tendance du changement climatique. La nouvelle méthode, intégrant toute la lumière visible, était suffisamment robuste pour confirmer la tendance dans 20 ans.
Le vaisseau spatial PACE (Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecosystem) de la NASA en orbite au-dessus de la Terre. Crédit : NASA GSFC
Explications possibles et projections futures
À ce stade, il est difficile de dire quels changements écologiques exacts sont responsables de ces nouvelles teintes. Cependant, les auteurs avancent qu’ils pourraient résulter de différents assemblages de plancton, de particules plus détritiques ou d’autres organismes tels que le zooplancton. Il est peu probable que les changements de couleur proviennent de matériaux tels que les plastiques ou d’autres polluants, a déclaré Cael, car ils ne sont pas suffisamment répandus pour être enregistrés à grande échelle.
« Ce que nous savons, c’est qu’au cours des 20 dernières années, l’océan est devenu plus stratifié », a-t-il déclaré. Eaux de surface(4) ont absorbé l’excès de chaleur du réchauffement climatique et, par conséquent, sont moins susceptibles de se mélanger à des couches plus profondes et plus riches en nutriments. Ce scénario favoriserait le plancton adapté à un environnement pauvre en nutriments. Les zones de changement de couleur de l’océan correspondent bien aux endroits où la mer est devenue plus stratifiée, a déclaré Cael, mais il n’y a pas de chevauchement avec les changements de température à la surface de la mer.
De nouvelles connaissances sur les écosystèmes aquatiques de la Terre pourraient bientôt être disponibles. Le satellite PACE (Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecosystem) de la NASA, dont le lancement est prévu en 2024, renverra des observations dans une résolution couleur plus fine. Les nouvelles données permettront aux chercheurs de déduire davantage d’informations sur l’écologie des océans, telles que la diversité du phytoplancton. espèces et les taux de croissance du phytoplancton.
Image de l’Observatoire de la Terre de la NASA par Wanmei Liang, utilisant les données de Cael, BB et al. (2023).
- « Changements brusques dans les communautés planctoniques du 21e siècle » par BB Cael, Stephanie Dutkiewicz et Stephanie Henson, 29 octobre 2021, Avancées scientifiques.
DOI : 10.1126/sciadv.abf8593 - « Tendances mondiales du changement climatique détectées dans les indicateurs de l’écologie des océans » par BB Cael, Kelsey Bisson, Emmanuel Boss, Stephanie Dutkiewicz et Stephanie Henson, 12 juillet 2023, Nature.
DOI : 10.1038/s41586-023-06321-z - « Détection du changement climatique anthropique dans les enregistrements satellite de la chlorophylle océanique et de la productivité » par SA Henson, JL Sarmiento, JP Dunne, L. Bopp, I. Lima, SC Doney, J. John et C. Beaulieu, 15 février 2010, Biogéosciences.
DOI : 10.5194/bg-7-621-2010 - « Augmentation de la stratification des océans au cours du dernier demi-siècle » par Guancheng Li, Lijing Cheng, Jiang Zhu, Kevin E. Trenberth, Michael E. Mann et John P. Abraham, 28 septembre 2020, Changement climatique.
DOI : 10.1038/s41558-020-00918-2
