À l'aide d'un satellite en orbite, les chercheurs ont effectué la première analyse mondiale de la santé et de la productivité des plantes océaniques. En utilisant le spectroradiomètre imageur à résolution modérée (MODIS) du satellite Aqua de la NASA, les scientifiques ont pour la première fois mesuré à distance la quantité de lumière rouge fluorescente émise par le phytoplancton océanique et évalué l'efficacité avec laquelle les plantes microscopiques transforment la lumière du soleil et les nutriments en aliments grâce à la photosynthèse. Maintenant qu'ils ont leurs premières données, cette méthode devrait permettre aux scientifiques de surveiller efficacement la santé de nos océans. Qu'ont-ils découvert jusqu'à présent?
Au cours des deux dernières décennies, les scientifiques ont utilisé divers capteurs satellites pour mesurer la quantité et la distribution de la chlorophylle pigmentaire verte, un indicateur de la quantité de vie végétale dans l'océan. Mais avec MODIS, une «fluorescence à lumière rouge» a été observée au-dessus de l'océan.
"La chlorophylle nous donne une image de la quantité de phytoplancton présent", a déclaré Scott Doney, chimiste marin de la Woods Hole Oceanographic Institution et co-auteur de l'article. "La fluorescence donne un aperçu de la façon dont ils fonctionnent dans l'écosystème."
La fluorescence à la lumière rouge révèle des informations sur la physiologie des plantes marines et l'efficacité de la photosynthèse, car différentes parties des machines de récupération d'énergie de la plante sont activées en fonction de la quantité de lumière et de nutriments disponibles. Par exemple, la quantité de fluorescence augmente lorsque le phytoplancton est stressé par un manque de fer, un nutriment essentiel dans l'eau de mer. Lorsque l'eau est pauvre en fer, le phytoplancton émet plus d'énergie solaire sous forme de fluorescence que lorsque le fer est suffisant.
Les données de fluorescence de MODIS fournissent aux scientifiques un outil qui permet à la recherche de révéler où les eaux sont enrichies en fer ou limitées en fer, et d'observer comment les changements dans le fer influencent le plancton. Le fer nécessaire à la croissance des plantes atteint la surface de la mer par des vents soufflant de la poussière des déserts et d'autres zones arides, et des courants ascendants près des panaches et des îles des rivières.
La nouvelle analyse des données MODIS a permis à l'équipe de recherche de détecter de nouvelles régions de l'océan affectées par les dépôts et l'appauvrissement en fer. L'océan Indien a été une surprise particulière, car de grandes parties de l'océan «s'illuminaient» de façon saisonnière avec les changements de vents de mousson. En été, en automne et en hiver - en particulier en été - d'importants vents du sud-ouest attisent les courants océaniques et apportent plus de nutriments des profondeurs pour le phytoplancton. Dans le même temps, la quantité de poussière riche en fer délivrée par les vents est réduite.
"Sur des échelles de temps allant de quelques semaines à plusieurs mois, nous pouvons utiliser ces données pour suivre les réponses du plancton aux apports de fer des tempêtes de poussière et le transport de l'eau riche en fer des îles et des continents", a déclaré Doney. «Au fil des années, voire des décennies, nous pouvons également détecter les tendances à long terme du changement climatique et d'autres perturbations humaines de l'océan.»
Le changement climatique pourrait signifier que des vents plus forts ramassent plus de poussière et la rejettent en mer, ou des vents moins intenses laissant les eaux sans poussière. Certaines régions deviendront plus sèches et d'autres plus humides, modifiant les régions où les sols poussiéreux s'accumulent et sont emportés dans l'air. Le phytoplancton reflétera et réagira à ces changements mondiaux.
Le phytoplancton unicellulaire alimente presque tous les écosystèmes océaniques, servant de source alimentaire la plus fondamentale pour les animaux marins, du zooplancton aux poissons en passant par les crustacés. En fait, le phytoplancton représente la moitié de toute l'activité photosynthétique sur Terre. La santé de ces plantes marines affecte la pêche commerciale, la quantité de dioxyde de carbone que l'océan peut absorber et la façon dont l'océan réagit au changement climatique.
"Il s'agit de la première mesure directe de la santé du phytoplancton dans l'océan", a déclaré Michael Behrenfeld, biologiste spécialisé dans les plantes marines à l'Oregon State University à Corvallis, Ore. "Nous avons un nouvel outil important pour observer les changements dans du phytoplancton chaque semaine, partout sur la planète. »
Source: NASA
