Les plus petits ingénieurs de l'océan, calcifiant le plancton, régulent silencieusement le thermostat de la Terre en capturant et en recyclant le carbone. Cependant, une nouvelle revue publiée dans Science par une équipe internationale dirigée par l'Institut des sciences et technologies environnementales de l'Université autonome de Barcelone (ICTA-UAB) (Espagne) constate que ces organismes, coccolithophores, foraminifères et ptéropodes, sont simplistes à l'extrême dans les modèles climatiques utilisés pour prédire l'avenir de notre planète.
En omettant ce plancton, les modèles actuels pourraient sous-estimer les processus clés du cycle mondial du carbone et la capacité des océans à répondre au changement climatique. Le plancton calcifié forme de minuscules coquilles de carbonate de calcium (CaCO₃), un élément essentiel du cycle du carbone de l'océan.
Ces organismes influencent la chimie de l’eau de mer et facilitent le transfert du carbone de l’atmosphère vers les profondeurs océaniques. Cette « pompe à carbone » aide à réguler le climat de la Terre et influence tout, de la chimie des océans aux archives fossiles.
« Les coquilles de plancton sont minuscules, mais ensemble, elles façonnent la chimie de nos océans et le climat de notre planète », a déclaré Patrizia Ziveri, professeure de recherche ICREA à l'ICTA-UAB et auteur principal de l'étude.
« En les excluant des modèles climatiques, nous risquons de négliger les processus fondamentaux qui déterminent la manière dont le système Terre réagit au changement climatique. »
Mais comme le montrent les auteurs, une grande partie de ce carbonate de calcium n’atteint jamais les fonds marins. Au lieu de cela, une grande fraction se dissout dans la couche supérieure de l'océan, un processus connu sous le nom de « dissolution superficielle ». Poussée par des interactions biologiques telles que la prédation, l'agrégation de particules et la respiration microbienne, la dissolution superficielle modifie profondément la chimie de l'océan, mais reste largement absente des modèles clés du système terrestre (par exemple CMIP6) qui éclairent les évaluations du climat mondial.
L'étude met en évidence les caractéristiques uniques des différents groupes de plancton calcifiant, qui déterminent leur répartition géographique, leur rôle écologique et leurs vulnérabilités.
Les coccolithophores, principaux producteurs de CaCO₃, sont particulièrement sensibles à l'acidification, car ils ne disposent pas de pompes spécialisées pour éliminer l'acidité de leurs cellules. Les foraminifères et les ptéropodes le font, mais ils sont confrontés à des pressions différentes, de la perte d’oxygène au réchauffement des eaux. Ensemble, ces groupes façonnent le sort du carbone dans les océans. Ignorer leur diversité risque de simplifier à l’excès la manière dont l’océan réagit aux facteurs de stress climatiques.
Le document appelle à des efforts urgents pour mieux quantifier la production, la dissolution et l’exportation de carbonate de calcium par groupe et pour intégrer ces dynamiques dans les modèles climatiques. Cela permettrait des projections plus précises des rétroactions océan-atmosphère, de la séquestration du carbone et même de l’interprétation des enregistrements sédimentaires utilisés pour reconstruire les climats passés.
« Si nous ignorons les plus petits organismes de l'océan, nous risquons de passer à côté d'importantes dynamiques climatiques », explique le Dr Ziveri. « L'intégration du plancton calcifiant dans les modèles climatiques pourrait offrir des prévisions plus précises et des informations plus approfondies sur la manière dont les écosystèmes et les sociétés pourraient être affectés. »
Les chercheurs concluent qu’il est essentiel de combler ces lacunes dans les connaissances pour développer une nouvelle génération de modèles climatiques qui capturent mieux la complexité biologique des océans.
