Le phytoplancton, organismes microscopiques végétaux qui dérivent dans l’océan, joue un rôle central dans l’absorption du CO2 par l’océan. Grâce à la photosynthèse, le plancton absorbe le dioxyde de carbone de l’atmosphère, et une partie de ce dioxyde de carbone est transportée dans les profondeurs marines lorsque les organismes meurent ou sont consommés.
Dans une grande partie des océans du monde, la croissance est cependant limitée par un manque de fer, un nutriment essentiel. Pour cette raison, les chercheurs étudient depuis des décennies la possibilité d’augmenter l’absorption de CO2 par l’océan en ajoutant du fer dissous dans les zones carencées.
Mais quelle est l’efficacité de cette méthode et quelles sont ses conséquences pour les écosystèmes marins ? Le professeur Adam Martiny, de DTU Aqua, a étudié cette question dans une nouvelle étude, publiée dans la prestigieuse revue scientifique Nature.
À l’aide d’un modèle océanique avancé, les chercheurs ont simulé 60 ans d’ajout de fer dans dix régions océaniques différentes afin d’examiner à la fois l’impact sur le climat et les effets sur les écosystèmes marins.
« Il existe une grande différence selon l’endroit où l’on ajoute du fer à la mer. Dans certains endroits, le fer a des conséquences très graves pour les écosystèmes, tandis qu’ailleurs les impacts sont relativement limités. Ce qui est nouveau dans notre étude, c’est que, pour la première fois, nous pouvons démontrer le compromis entre l’absorption de CO2 et les conséquences écologiques dans différentes régions océaniques », déclare Adam Martiny.
Il ajoute qu’une fois le fer ajouté à l’océan, il ne reste pas toujours dans une zone unique, mais peut se déplacer avec les courants océaniques, affectant ainsi la chimie et la biologie ailleurs dans les océans du monde.
L’océan Austral offre le meilleur équilibre
Les chercheurs constatent que l’océan Austral, autour de l’Antarctique, présente la combinaison la plus favorable entre élimination du CO2 et conséquences écologiques limitées. Ici, les courants océaniques transportent le fer et les nutriments vers d’autres zones, où ils peuvent continuer à soutenir la production biologique et le stockage du carbone.
En parallèle, les simulations montrent que l’océan Austral est plus résilient que les autres zones étudiées. Lorsque l’apport en fer s’arrête, l’écosystème revient relativement vite à son état initial, et les impacts écologiques sont moins durables que dans le Pacifique équatorial, par exemple.
Le Pacifique équatorial élimine également de grandes quantités de CO2, mais les conséquences y sont nettement plus importantes. Lorsque le plancton prolifère après l’ajout de fer, il consomme de grandes quantités d’autres nutriments. Les courants océaniques transportent ensuite cette eau pauvre en nutriments vers d’autres zones, ce qui peut réduire la production de plancton et affecter les chaînes alimentaires loin de l’endroit où le fer a été ajouté.
Des conséquences ressenties très loin
L’étude montre que des interventions même relativement locales peuvent avoir des conséquences mondiales.
Dans les simulations, l’ajout de fer dans le Pacifique équatorial a entraîné une réduction de la biomasse du zooplancton de plus grande taille, qui constitue une source de nourriture importante pour les poissons. Dans le même temps, les zones à faible teneur en oxygène dans l’océan se sont étendues. Les effets se sont étendus sur des zones plusieurs fois plus vastes que la zone où le fer a été ajouté.
« Il y aura presque toujours un coût écologique à manipuler les écosystèmes marins. C’est pourquoi il s’agit d’identifier les endroits où l’impact climatique est le plus important et où les conséquences pour la nature sont les plus faibles », explique Adam Martiny.
Le modèle avancé repose sur de nombreuses années de travail décrivant les cycles du carbone, des nutriments et de l’oxygène dans l’océan, ainsi que les interactions entre les différents types de plancton.
L’équipe de recherche a également comparé les résultats du modèle avec des expériences de terrain antérieures, au cours desquelles des chercheurs ont physiquement ajouté du fer à l’océan et observé les effets sur le plancton et l’absorption du carbone.
« Il y a eu quelques expériences où des chercheurs sont sortis en bateau, ont versé du fer dans l’eau et ont observé pendant un mois ce qui se passe : quelle quantité de CO2 est absorbée et coule, et ce qui arrive à la biodiversité. Notre modèle montre les mêmes résultats que ces expériences », souligne Adam Martiny.
Le CO2 est éliminé — mais pas définitivement
Même dans les scénarios les plus étendus, l’impact climatique est limité.
Les chercheurs estiment que 60 ans d’ajout de fer pourraient éliminer entre 0,14 et 0,70 milliard de tonnes de CO2 par an de l’atmosphère, selon l’endroit où la méthode est appliquée. À titre de comparaison, le monde émet actuellement environ 40 milliards de tonnes de CO2 par an. La méthode ne pourra donc servir que de complément aux réductions d’émissions – pas de remplacement.
« Personne ne croit que la fertilisation par le fer peut à elle seule résoudre la crise climatique. Mais si, à un moment donné, nous devons éliminer de grandes quantités de CO2 de l’atmosphère en complément des réductions d’émissions, cela pourrait être l’un des outils à étudier », affirme Adam Martiny.
L’étude montre également qu’une grande partie de l’effet n’est pas permanente. Plus de la moitié du CO2 éliminé pendant la fertilisation par le fer retourne dans l’atmosphère au cours des décennies suivantes si l’initiative est interrompue.
Difficile de quantifier l’effet
Selon les chercheurs, l’un des plus grands défis est qu’il est difficile de quantifier précisément la quantité de CO2 réellement éliminée de l’atmosphère.
L’étude montre que les effets les plus significatifs se produisent sur de vastes zones océaniques et souvent loin de l’endroit où le fer est ajouté. Cela rend difficiles à la fois le suivi et la gestion d’éventuels crédits carbone.
Parallèlement, la méthode soulève des questions de réglementation internationale, car les activités d’un pays pourraient potentiellement affecter la biodiversité marine loin de la zone où le fer est ajouté.
Alors que la politique climatique européenne s’est principalement concentrée sur la réduction des émissions de gaz à effet de serre, les États-Unis investissent de plus en plus dans des technologies visant à éliminer activement le CO2 de l’atmosphère. Les solutions océaniques comme la fertilisation par le fer font de plus en plus partie des discussions sur les technologies climatiques futures aux États-Unis.
Selon Adam Martiny, il est important que l’Europe suive les évolutions de près et participe activement à la recherche et à la réglementation dans ce domaine.
« Ayant voyagé à travers l’Europe, j’ai l’impression qu’il y a relativement peu de discussions sur l’ajout de fer dans l’océan. Mon objectif est d’appeler les responsables politiques à reconnaître que c’est un sujet que nous devrions prendre beaucoup plus au sérieux. D’autres pays, dont les États-Unis, se dirigent déjà dans cette direction, et une fois qu’ils auront lancé de grands projets, cela pourrait avoir des conséquences qui se feront également sentir dans les eaux européennes. C’est pourquoi il est important que nous suivions les évolutions de près et que nous ne prenions pas de retard », déclare Adam Martiny.
Article : Climate benefit and ecological cost trade-offs for ocean iron fertilization – Journal : Nature – DOI : Lien vers l’étude
Source : DTU
