Lorsque le volcan Kīlauea a éclaté en mai 2018, une énorme quantité de cendres a été libérée dans l'atmosphère en panache de près de cinq milles de haut. Une nouvelle étude d'une équipe internationale de chercheurs a révélé qu'une fleur de phytoplancton en été rare et importante dans le gyre subtropical du Pacifique Nord à l'été 2018 a été provoquée par des cendres de Kīlauea tombant sur la surface de l'océan à environ 1 200 miles à l'ouest du volcan. La recherche a été publiée récemment dans le Journal of Geophysical Research: Oceans.
« L'échelle et la durée de cette floraison étaient à la fois massives, et probablement la plus grande jamais signalée pour le Pacifique Nord », a déclaré David Karl, co-auteur de l'étude, Victor et Peggy Brandstrom Pavel professeur et directeur du Center for Microbial Oceanography: Research and Education à l'Université de Hawai'i (UH) à la Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology.
« Notre étude montre le lien entre l'éruption de la formation de Kīlauea et de la floraison loin du volcan. Cela peut être utilisé pour affiner notre compréhension de la dynamique de la floraison du phytoplancton et pour améliorer notre compréhension du cycle du carbone de l'océan. »
Bien qu'il soit l'un des volcans les plus actifs du monde avec de multiples éruptions au cours des 40 dernières années, les cendres volcaniques libérées de Kīlauea sur l'île d'Hawaï n'avaient pas été liées auparavant aux fleurs de phytoplancton océanique. L'éruption 2018 de Kīlauea a été l'une des plus grandes en plus de 200 ans, injectant des millions de pieds cubes de lave fondue dans les eaux au large de la grande île d'Hawaï et libérant environ 50 kilotons par jour dans l'atmosphère et environ 77 kilotons par jour de dioxyde de carbone dans l'atmosphère.
L'impact de Kīlauea près et loin
Des recherches antérieures menées par UH Mānoa Oceanographers ont montré que lorsque la lave coulait dans l'océan, elle réchauffait les eaux de fond riches en nutriments, ce qui les rend plus dynamiques. Les eaux profondes riches en nutriments s'élevant à la surface ensoleillée ont stimulé la croissance du phytoplancton, résultant en un vaste panache de microbes au large de l'île d'Hawaï. Les cendres volcaniques peuvent être transportées beaucoup plus loin par des vents, en particulier pendant les éruptions explosives qui injectent des matériaux élevés dans l'atmosphère.
« Après l'éruption de 2018, les vents dominants ont transporté des particules de cendres à l'ouest », a déclaré Wee Cheah, auteur correspondant et maître de conférences de l'Institut des sciences de l'océan et de la Terre à Universiti Malaya.
« Les trajectoires des cendres ont été enregistrées par des satellites en orbite terrestre qui détectent les changements dans la clarté optique de l'atmosphère, la profondeur optique de l'aérosol.
En plus de suivre le transport atmosphérique des cendres à travers l'océan Pacifique, l'auteur principal de l'étude Chun Hoe Chow, professeur agrégé au Département d'informatique environnementale marine à l'Université nationale de l'océan Taiwan, et les co-auteurs ont également utilisé des données satellites pour détecter la couleur de l'océan, une mesure indirecte de la présence ou l'absence de Phytoplankton, qui a révélé une prolifération massive près de la présence ou de l'absence de Phytoplankton, qui a révélé une floraison massive près de la présence ou de l'absence de Phytoplankton, qui a révélé une floraison massive près de la présence ou de l'absence de Phytoplankton, qui a révélé une prolifération massive près de la présence ou de l'absence de Phytoplankton, qui a révélé une prolifération massive près de la présence ou de l'absence de Phytoplankton, qui a révélé une floraison massive près de la présence. L'équipe a effectué une analyse complète des observations et a étudié les conditions physiques pour expliquer à la fois le calendrier et l'emplacement de la floraison de surface, une caractéristique qui n'est pas typique dans cette région.
« Les eaux de l'océan ouvert du Pacifique sont épuisées en nutriments et l'ajout de cendres volcaniques, en particulier du fer dans les cendres, et dans une moindre mesure d'autres oligo-éléments et éventuellement du phosphate, peuvent stimuler la croissance du phytoplancton marine, en particulier le soi-disant les microbes de fixation des azotés.
Carbone, carbone
La croissance de ces phytoplancton spécialisés a produit beaucoup de matière organique. Lorsque les organismes meurent et coulent dans l'océan profond, une grande quantité de carbone organique est exportée de la surface, en éliminant essentiellement le carbone de l'océan supérieur et de l'atmosphère.
« Nos estimations sont que l'exportation du carbone organique peut être équivalente à environ la moitié du dioxyde de carbone initialement libéré de l'éruption », a déclaré Karl.
« Cette séquestration du dioxyde de carbone marin est un processus naturel qui se produit probablement chaque fois que les éruptions volcaniques injectent des cendres dans l'atmosphère et transportent cette particules en mer. La combinaison du dépôt de cendres et des conditions de nutriments affamées dans notre zone d'étude alignées pour créer une floraison massive qui a été facilement observée par la région satellite et les flotteurs ARGO qui avaient déjà été déployés dans cette région. »
L'équipe de recherche est prête à suivre les futures éruptions volcaniques et leurs effets sur les fleurs de phytoplancton. Si une autre éruption majeure se produit, ils prévoient de déployer un navire de recherche pour étudier le développement et la réponse de la prolifération en temps réel.
