Les scientifiques de l'USC explorent comment le fond marin sableux au large de la côte du sud de la Californie se présente2 et aide à protéger la santé à long terme de nos océans.
L'océan joue un rôle essentiel dans la protection de la planète, absorbant environ 31% du dioxyde de carbone (CO2) Libéré par l'activité humaine, le stockant dans ses eaux et neutralisant une partie en réagissant avec les sédiments. Ce processus naturel a contribué à maintenir l'équilibre du climat de la Terre pendant des millénaires, mais il se déplace lentement, se déroulant sur des milliers d'années.
Aujourd'hui, les émissions de carbone montant bien plus rapidement que l'océan ne peut les absorber, les scientifiques recherchent des moyens de mieux comprendre – et potentiellement améliorer – la capacité naturelle de l'océan à capturer et à stocker le carbone.
Juste au-delà des surf à Huntington Beach, une équipe d'océanographes de l'USC étudie le rôle potentiel du plancher de l'océan Sandy dans ce processus.
« Le fond marin est activement impliqué dans le cyclisme du carbone », a déclaré Will Berelson, le professeur de Paxson H. Offield dans les systèmes côtiers et marins de l'USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences et chercheur principal de l'étude.
« Dans cette zone peu profonde, juste au large, où les vagues et les courants remuent constamment le fond sablonneux, nous voyons des réactions chimiques se produire dans les minuscules poches d'eau entre les grains de sable », a-t-il déclaré. « Ces réactions pourraient aider l'océan à stocker plus de carbone, et nous essayons de découvrir à quel point ce processus naturel est répandu et efficace. »
CO2empreinte digitale
Cette chimie cachée commence par l'eau interstitielle – l'eau piégée dans les espaces entre les grains de sable – qui contient du carbone dissous et d'autres composés chimiques. Alors que l'eau interstitielle s'infiltre à travers les couches de sédiments sur le fond marin, elle interagit avec les minéraux, la matière organique et les minuscules microbes, déclenchant une cascade de réactions chimiques.
Crurent certaines de ces réactions, les scientifiques de l'USC peuvent aider à neutraliser le CO2 et augmenter l'alcalinité de l'océan – rendant essentiellement l'eau moins acide.
« L'acidification des océans est une conséquence bien documentée de l'augmentation de l'atmosphérique CO2 niveaux « , a déclaré Berelson. » Lorsque le dioxyde de carbone se dissout dans l'eau de mer, il forme un acide faible qui abaisse le pH. Ce changement de chimie rend plus difficile pour les organismes marins comme les coraux, les huîtres et certains plancton de construire leurs coquilles et leurs squelettes – suscitant des réseaux alimentaires, des pêches et potentiellement menaçant des écosystèmes entiers. «
La recherche, menée avec l'étudiante diplômée Matt Quinan, se concentre sur le plateau continental au large de Huntington Beach dans le comté d'Orange – une étendue peu profonde du fond océanique qui peut agir comme un puits de carbone naturel. L'équipe est particulièrement axée sur les eaux pores, qui portent des empreintes digitales chimiques qui révèlent comment le carbone se déplace et se transforme dans les sédiments.
Échantillonnage du fond marin
Pour étudier le fond marin sans le déranger, l'équipe a développé un dispositif sur mesure appelé un échantillonneur d'eau de pore in situ. Baisée d'un bateau, l'instrument tire doucement l'eau sous le sable, la capturant intacte pour l'analyse de laboratoire.
Ces échantillons fournissent une fenêtre sur les processus physiques, chimiques et biologiques qui se produisent juste sous la surface.
« En analysant les concentrations de carbone dissous et d'autres composés dans l'eau des pores, nous pouvons déduire quels types de réactions se produisent dans les sédiments », a déclaré Berelson.
Il s'agit notamment de la respiration microbienne – où de minuscules organismes décomposent le matériel organique et libèrent du CO2– et les réactions minérales qui peuvent soit verrouiller le carbone dans le fond marin ou la retourner dans l'océan. Ces échanges subtils peuvent jouer un rôle important dans la régulation de la capacité de stockage du carbone de l'océan, ont déclaré les chercheurs.
« Nous mesurons la quantité totale de CO2 Dans chaque échantillon en transformant tout le carbone dissous en gaz et en utilisant un instrument à base de laser pour l'analyser « , a expliqué Berelson. » Cet instrument ne nous dit pas à quel point CO CO2 y a-t-il – il nous dit aussi quel genre de CO2. Il lit la signature isotopique du carbone, comme une empreinte digitale, et cela nous aide à comprendre comment le carbone est arrivé et ce qu'il a traversé. «
En améliorant notre compréhension des réactions en carbone qui se déroulent sous les surf, les chercheurs espèrent construire des modèles plus précis de la façon dont l'océan réagit à l'augmentation des niveaux de dioxyde de carbone et comment il pourrait continuer à le faire à l'avenir.
