À mesure que la poussière du Sahara souffle sur des milliers de kilomètres à travers l’océan Atlantique, elle devient progressivement plus nutritive pour les microbes marins, suggère une nouvelle étude.
Les réactions chimiques dans l'atmosphère rongent les minéraux de fer présents dans la poussière, les rendant plus solubles dans l'eau et créant une source de nutriments cruciale pour les mers affamées de fer, rapportent des chercheurs le 20 septembre dans Frontières des sciences marines.
Les nuages de poussière qui se déposent sur l'Atlantique peuvent engendrer des proliférations de phytoplancton qui soutiennent les écosystèmes marins, explique Timothy Lyons, biogéochimiste à l'Université de Californie à Riverside. « Le fer est extrêmement important pour la vie », dit-il. Le phytoplancton en a besoin pour convertir le dioxyde de carbone en sucres lors de la photosynthèse.
En étudiant plus en détail le transport des poussières et les réactions chimiques dans l’atmosphère, les scientifiques pourraient mieux comprendre pourquoi certaines parties des océans constituent des points chauds biologiques pour le phytoplancton et les poissons.
Plus de 240 millions de tonnes de poussière saharienne sont rejetées chaque année sur l’océan Atlantique. Aux Bermudes, aux Bahamas et dans d’autres îles, il rend les sols rouges. Mais une grande partie se dépose dans l’océan, fournissant une source majeure de fer aux régions trop éloignées des terres pour le recevoir des rivières.
Lyons et le géologue marin Jeremy Owens, alors également à l'UC Riverside, ont tenté de répondre à une question différente sur la poussière : les types de poussière déposées sur l'Atlantique ont-ils changé au cours des 120 000 dernières années ? Ils ont analysé les minéraux dérivés de la poussière dans quatre carottes extraites du fond marin boueux – deux dans l’Atlantique Est, près de l’Afrique, et deux plus à l’ouest, près de l’Amérique du Nord.
Ce qu’ils ont découvert a suscité une autre piste d’enquête.
Dans la poussière et les sols du monde entier, environ 40 % du fer est habituellement présent dans les minéraux « réactifs » tels que la pyrite ou les carbonates. Ce type de fer peut être décomposé par des acides faibles et potentiellement utilisé par la vie. Dans les carottes prélevées au fond de l’Atlantique, seulement environ 9 pour cent du fer contenu dans les minéraux sous forme de poussières échantillonnés plus à l’ouest étaient constitués de minéraux de fer réactifs, contre environ 18 pour cent dans les minéraux sous forme de poussière prélevés plus près de l’Afrique. Selon Lyons, cela a été « la grande surprise ».
Lui et Owens, maintenant à l'Université d'État de Floride à Tallahassee, ont conclu qu'au cours du vol transatlantique de plusieurs jours de la poussière, de plus en plus de son fer réactif était altéré – attaqué par des acides et des rayons ultraviolets, qui séparaient les minéraux.
« Il y a des transformations photochimiques qui tendent à rendre le fer plus soluble » dans l'eau, précise Lyons. Au fur et à mesure que ce fer modifié se dépose dans l’océan, il se dissout et est dévoré par le phytoplancton. Le seul fer réactif qui parvient au fond marin est celui qui n’a pas été modifié pendant le transport aérien et qui n’a pas été englouti par la suite. Leurs résultats suggèrent que plus la poussière du désert s’envole loin, moins il reste de fer.
En engendrant des proliférations de phytoplancton, le fer dérivé de la poussière peut également nourrir les petits poissons et autres animaux qui broutent le plancton, ainsi que les prédateurs qui mangent les brouteurs. Une étude récente suggère que le listao de l'Atlantique, un poisson commercial important, est attiré par les zones où la poussière saharienne s'est déposée.
Les nouveaux résultats sont plausibles car des études antérieures ont montré que les minéraux de fer réagissent dans l'atmosphère, explique Natalie Mahowald, une scientifique atmosphérique qui étudie la poussière à l'Université Cornell. Leur conclusion « va dans le sens de ce que je pensais qu’il se passait », dit-elle.
Mais elle souligne que la poussière saharienne n'est pas la seule source possible de ce fer : les échantillons provenaient de suffisamment au nord de l'Atlantique pour qu'une partie de leur fer puisse provenir de la fumée, des incendies de forêt en Amérique du Nord au cours des 120 000 dernières années, dit-elle.
Localiser une source de poussière enfouie profondément dans les fonds marins peut s’avérer difficile. Mais Owens et Lyons ont tenté d'identifier l'empreinte digitale de la poussière en mesurant les rapports fer/aluminium et le rapport atomes de fer léger/atomes de fer lourds dans leurs échantillons. Les deux mesures correspondent à peu près au type de poussière provenant du Sahara, ont-ils découvert. Il pourrait être possible, à l’avenir, d’analyser les sédiments d’un plus grand nombre de sites dans l’Atlantique, fournissant ainsi une image plus claire de la façon dont la poussière a été soufflée à travers l’océan et a changé chimiquement.
