La boue est désordonnée. Pour certains, c'est un jouet. Pour beaucoup, cela peut signifier de réelles difficultés. La boue, cependant, est souvent négligée, en particulier lorsqu'elle est hors de vue. Au fond au fond de la mer, il est l'une des archives naturelles les plus importantes du passé de la Terre – des indices de déchargement des climats changeants, des côtes, des conditions de l'océan et du stockage du carbone.
Nos recherches sont les premières à utiliser des modèles informatiques pour tracer à quel point les plaques de boue riches en carbone sur le fond marin se sont formées sur des milliers d'années, ce qui permet de localiser les magasins de carbone cachés et de comprendre le rôle à long terme du fond marin dans le système climatique. Cette boue est une capsule temporelle en carbone.
De vastes quantités de carbone organique se sont installées sur le fond marin chaque année, provenant de la vie marine en décomposition et du matériel vivant (ou une fois vivant) lavé de la terre. Lorsqu'il est stocké dans le milieu marin, ce « carbone bleu » peut rester enfermé pendant des siècles ou des millénaires.
Les sédiments marins sont le plus grand réservoir de carbone organique à long terme de la planète, en particulier dans d'énormes plaques de boue sous-marine, ce qui en fait une composante vitale du cycle mondial du carbone. La boue fait un excellent magasin de carbone parce que la matière organique colle aux minuscules particules de limon et d'argile et se déposent dans des sédiments denses, le protégeant de l'oxygène – attribue que les particules plus grandes comme le sable n'ont pas.
Mais il n'y a pas deux plaques de boue identiques. Chacun tient une histoire unique sur la formation, comment il est arrivé et combien de carbone il stocke. À travers les mers du plateau continental du monde, les scientifiques ne savent toujours pas où se trouvent tous ces dépôts boueux ni leur étendue. Nos recherches montrent que la modélisation informatique des conditions océaniques passées peut aider à prédire l'emplacement et l'âge de la boue riche en carbone – le tout sans nous mouiller les orteils.
C'est une nouvelle façon d'amener la vieille boue dans la conversation en carbone bleu.
Nous avons examiné trois zones riches en boue dans les mers d'étagère européenne peu profonde du nord-ouest: le sol fladen, les ceintures de boue de la mer d'Irlande profonde et occidentale celtique. En utilisant des modèles informatiques de marées océaniques au cours des 21 000 dernières années – revenons au sommet de la dernière période glaciaire – nous avons constaté que chacune de ces plaques de boue s'est formée à différents moments.
Dans les ceintures de boue de la mer Irisée et de l'ouest de l'ouest, la boue s'est accumulée au cours des dernières milliers d'années et continue de le faire aujourd'hui, en particulier dans ce dernier. Dans le sol Fladen, les dépôts sont des reliques anciennes, conservées par des conditions de marée calme depuis que les boues ont été établies entre 17 000 et 5 000 ans.
La beauté de cette approche de modélisation est qu'elle peut également être appliquée à d'autres mers d'étagère. Bien que les données scientifiques directes (par opposition aux modèles informatiques) soient les meilleures, l'échantillonnage des fonds marins est coûteux et prend du temps, en particulier dans des endroits éloignés. C'est pourquoi le fond marin reste l'une des parties les moins explorées de notre planète.
Nos travaux montrent que les modèles de conditions océaniques passées peuvent aider à identifier les zones riches en carbone et à guider la collecte d'échantillons plus efficace. La cartographie de la taille des dépôts boueuses et la compréhension de l'histoire de la façon et du moment où ils sont arrivés aident les scientifiques à mieux considérer comment le fond marin peut stocker le carbone et agir comme un tampon contre le changement climatique.
Gratter sous la surface
Jusqu'à présent, les évaluations du carbone bleu dans les sédiments offshore se sont concentrées uniquement sur la surface des fonds marins (généralement les 10 cm supérieurs). Mais cela ne fait littéralement que gratter la surface.
Un rapport de 2024 a estimé que 244 millions de tonnes de carbone organique sont stockées à long terme à la surface des fonds marins du Royaume-Uni, avec plus de 98% de celui-ci dans cette fine couche supérieure de sédiments (le reste dans les marques saltes et les herbiers de mer). Cependant, le carbone enfoui en dessous de 10 cm est « largement non quantifié et relativement ancien », a noté le rapport.
Ignorant ces risques de carbone enterrés sous-estimant le fond marin comme un «évier» en carbone à long terme – une zone qui stocke plus de carbone qu'elle ne le libère. Le fond marin est un acteur clé de la régulation du climat, car le carbone enfermé dans les sédiments des fonds marins contribuerait autrement au dioxyde de carbone atmosphérique.
La perturbation du carbone stocké – à travers le chalutage en offshore, le dragage ou la construction – des risques mobilisant du carbone qui a été enfermé pendant des siècles ou des millénaires. Lorsque la boue du fond marin est perturbée, le carbone organique qu'il détient peut être exposé à l'eau de mer riche en oxygène où les microbes peuvent le décomposer, le convertissant en dioxyde de carbone. Une partie de ce dioxyde de carbone dissous dans l'eau de mer peut ensuite retrouver son chemin dans l'atmosphère.
C'est pourquoi nous creusons plus profondément dans le Convex Seascape Survey, un programme de recherche mondial sur cinq ans explorant le carbone bleu – asqurifiant des questions comme: où est-ce, comment et quand y est-il arrivé, et d'où est-il venu? Parallèlement à la modélisation informatique, nous étudions l'enregistrement des sédiments, en utilisant de longs tubes de boue extraits du fond marin pour mesurer la façon dont le stockage du carbone a changé au fil du temps.
Avec des niveaux de dioxyde de carbone atmosphérique à un niveau record, il est essentiel de comprendre les risques de troubles des réserves de carbone sous-marine. Ce n'est qu'alors que nous pouvons prendre des décisions plus intelligentes sur la façon de protéger l'océan et le carbone stocké dans ses profondeurs.
Nous pensons souvent à protéger l'océan en termes de vie marine. Mais ces sédiments boueux, s'accumulant tranquillement sur le fond marin, sont essentiels dans la lutte contre le changement climatique. Comme le dit David Attenborough dans son dernier film, Ocean: « The Ocean est le système de survie de notre planète et notre plus grand allié contre la catastrophe climatique. »
