Les nuages de fumée et de cendres des incendies sauvages qui ont ravagé l’Australie en 2019 et 2020 ont déclenché des efflorescences algales dans l’océan Austral à des milliers de kilomètres à l’est selon une nouvelle étude dirigée par l’Université de Duke et réalisée par une équipe internationale de scientifiques dont Nicolas Cassar, chercheur associé au Laboratoire des sciences de l’environnement marin (LEMAR) à l’IUEM.

Une étude inédite

Cette étude, publiée le 15 septembre dans la revue Nature, est la première à établir un lien concluant entre une réaction marine à grande échelle et la fertilisation par des aérosols de fer pyrogènes – ou fabriqués par le feu – provenant d’un incendie de forêt. Elle montre que de minuscules particules de fer en aérosol, présentes dans la fumée et les cendres transportées par le vent, ont fertilisé l’eau lorsqu’elles y sont tombées, fournissant des nutriments qui ont alimenté des efflorescences à une échelle sans précédent dans cette région.

Cette découverte soulève de nouvelles questions fascinantes sur le rôle que peuvent jouer les incendies de forêt dans la croissance d’algues marines microscopiques appelées phytoplancton, qui absorbent par photosynthèse de grandes quantités de dioxyde de carbone de l’atmosphère terrestre et constituent la base du réseau alimentaire océanique.

Augmentation de la photosynthèse

« Nos résultats fournissent des preuves solides que le fer pyrogène provenant des incendies de forêt peut fertiliser les océans, ce qui pourrait entraîner une augmentation significative de l’absorption du carbone par le phytoplancton », a déclaré Nicolas Cassar, professeur de biogéochimie à la Nicholas School of the Environment de Duke.

Les efflorescences d’algues déclenchées par les incendies de forêt en Australie étaient si intenses et étendues que l’augmentation de la photosynthèse qui s’en est suivie a pu compenser temporairement une partie importante des émissions de CO2 dues aux incendies, a-t-il ajouté. Mais on ne sait toujours pas quelle proportion du carbone absorbé par cet événement, ou par les proliférations d’algues déclenchées par d’autres incendies, reste stockée en toute sécurité dans l’océan et quelle proportion est libérée dans l’atmosphère. Déterminer cela est le prochain défi, a déclaré Nicolas.

Catastrophes naturelles à l’échelle mondiale

Les grands incendies de forêt, comme ceux qui ont dévasté une partie de l’Australie entre 2019 et 2020 et ceux qui font actuellement rage dans l’ouest des États-Unis, en Sibérie, en Amazonie, en Méditerranée et ailleurs, devraient se produire de plus en plus fréquemment avec le changement climatique, a noté Weiyi Tang, chercheur postdoctoral en géosciences à l’université de Princeton, qui a codirigé l’étude en tant que candidat au doctorat dans le laboratoire de Nicolas Cassar à Duke.

« Ces incendies représentent un impact inattendu et jusqu’ici peu documenté du changement climatique sur l’environnement marin, avec des rétroactions potentielles sur notre climat mondial », a déclaré Tang.

Les aérosols pyrogènes sont produits lorsque des arbres, des broussailles et d’autres formes de biomasse sont brûlés. Les particules d’aérosol sont suffisamment légères pour être transportées par la fumée et les cendres d’un incendie pendant des mois, souvent sur de longues distances.

Si la nouvelle étude s’est concentrée sur l’impact des incendies dans l’océan Austral, d’autres régions, notamment le Pacifique Nord et les zones proches de l’équateur où des eaux plus profondes et plus froides remontent à la surface, « devraient également être sensibles aux apports de fer provenant des aérosols d’incendies », a déclaré Joan Llort, chercheur postdoctoral en biogéochimie marine au Barcelona Supercomputing Center, qui a codirigé l’étude en tant que chercheur à l’Institute of Marine and Antarctic Studies de l’université de Tasmanie.

Nicolas Cassar et Richard Matear, de l’agence scientifique nationale australienne CSIRO, étaient les auteurs associés de l’étude, qui a été menée par des chercheurs de l’université de Tasmanie, de Duke, du Centre de supercalcul de Barcelone, du programme Océans et atmosphère du CSIRO et du laboratoire marin de Plymouth.

Les scientifiques ont eu recours à des observations par satellite, à des flotteurs océaniques robotisés, à la modélisation du transport atmosphérique et à des mesures de la chimie atmosphérique pour suivre la propagation des aérosols de fer pyrogène provenant des feux de forêt australiens et mesurer leur impact sur la productivité marine.

CITATION : « Widespread Phytoplankton Blooms Triggered by 2019-20 Australian Wildfires », Weiyi Tang, Joan Llort, Jakob Weis, Morgane M. G. Perron, Sara Basart, Zuchuan Li, Shubha Sathyendranath, Thomas Jackson, Estrella Sanz Rodriguez, Bernadette C. Proemse, Andrew R. Bowie, Christina Schallenberg, Peter G. Strutton, Richard Matear et Nicolas Cassar. Nature, 15 septembre 2021. DOI: 10.1038/s41586-021-03805-8

Inspiré de la traduction du communiqué de presse de Duke University.

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Courtesy of Japan’s National Institute of Information and Communication Technology

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Nicolas Cassar / Duke University