Les effets de la fertilisation par le fer naturel sur l’écologie marine des profondeurs : le plateau du Crozet, océan indien austral
La fertilisation artificielle par le fer des océans est un moyen d’atténuer le CO2 atmosphérique. Cependant, les impacts à large échelle des manipulations des eaux océaniques sur les écosystèmes pélagiques et benthiques sont inconnus. La fertilisation des océans par du fer (OIF) naturel lessivé à partir des iles volcaniques améliore la productivité primaire et l’exportation de carbone. Elle peut donc être utilisée pour étudier les effets de l’OIF sur la vie dans les océans. Dans cette étude ils testent pour la première fois l’hypothèse que l’écologie benthique abyssale est influencée par l’OIF naturelle. Ils comparent un site enrichi naturellement en fer et un site riche en nutriments mais pauvre en chlorophylle (HNLC). Leurs résultats suggèrent que l'OIF artificielle sur le long terme des eaux de surface océanique conduit à des changements significatifs dans les écosystèmes des profondeurs.
Cette étude compare deux sites très proches d’eau profonde de l’est (naturellement fertilisée en fer) et du sud (riche en nutriments et pauvre en chlorophylle, noté HNLC) des îles du Crozet au sud de l’océan indien pendant l’été austral 2004-2005. Les 2 sites sont quasi identiques dans les caractéristiques environnementales hormis pour la productivité des eaux de surface.
Des pièges à sédiments sont déployés sur des périodes d’environ 12 mois de Décembre 2004 à Janvier 2006.
Ils mesurent les flux de matière organique dans la colonne d’eau dans le but d’évaluer la composition et la qualité de la matière organique particulaire qui coule. Ils étudient le mégabenthos avec des pêches au chalut et des transects vidéo. Cette faune est un bon groupe pour étudier l’influence de la productivité par les eaux de surface car elle se nourrit quasi exclusivement de détritus fraîchement déposés sur le fond marin.
Le flux de carbone annuel en profondeur dans le site enrichi en fer est 2,5 fois supérieur à celui dans le site HNLC.
La composition chimique des matériaux sédimentaires piégés suggère une source de bonne qualité de matière organique dans le site enrichi en fer par rapport au site enrichi en HNLC.
La matière particulaire organique suspendue collectée proche du sol marin dans le site enrichi en fer a de fortes concentrations de chlorophylle et d’acides gras polyinsaturés. La composition en carbone organique des sédiments dans la zone enrichie en fer est plus faible que dans l’HNLC. Cela reflète un plus fort taux du cycle du carbone.
La biomasse est 3 fois supérieure dans le site enrichi en fer tandis que les abondances sont 6 fois plus fortes dans la zone enrichie en fer que dans le site HNLC.
Certaines espèces sont communes aux 2 sites, et dans les mêmes abondances. Cependant, il y a des différences très marquées dans la composition et la dominance en espèces entre les sites.
Cette étude est très bien menée. Malgré tout, il pourrait être intéressant de répéter la comparaison entre site enrichi en fer et HNLC dans d'autres zones océaniques afin de vérifier la répétabilité des résultats.
Comprendre la relation entre les contributions en espèces et la productivité des océans de surface est vital dans l’évaluation des conséquences des manipulations à large échelle de la productivité des océans et de la séquestration de carbone par l’OIF artificielle.
La qualité et la composition de la matière organique particulaire dans le sol marin de la région du Crozet est influencée par l’approvisionnement en fer des eaux de surface et contrôle en retour la biomasse et la composition des espèces de la grande faune des invertébrés du sol marin.
Le flux de carbone amélioré sur le sol marin via l’OIF artificielle peut changer la biomasse benthique des profondeurs, la composition en espèces et la dominance sur une période de temps prolongée. De plus, leur étude fournie des preuves que la combinaison du calendrier, de la quantité et de la qualité de l’export de matière organique particulaire influence fortement la structure de la communauté des écosystèmes benthiques des profondeurs.
The addition of iron to high-nutrient low-chlorophyll (HNLC) oceanic waters stimulates phytoplankton, leading to greater
primary production. Large-scale artificial ocean iron fertilization (OIF) has been proposed as a means of mitigating
anthropogenic atmospheric CO2, but its impacts on ocean ecosystems below the photic zone are unknown. Natural OIF,
through the addition of iron leached from volcanic islands, has been shown to enhance primary productivity and carbon
export and so can be used to study the effects of OIF on life in the ocean. We compared two closely-located deep-sea sites
(,400 km apart and both at ,4200 m water depth) to the East (naturally iron fertilized; +Fe) and South (HNLC) of the
Crozet Islands in the southern Indian Ocean. Our results suggest that long-term geo-engineering of surface oceanic waters
via artificial OIF would lead to significant changes in deep-sea ecosystems. We found that the +Fe area had greater supplies
of organic matter inputs to the seafloor, including polyunsaturated fatty acid and carotenoid nutrients. The +Fe site also had
greater densities and biomasses of large deep-sea animals with lower levels of evenness in community structuring. The
species composition was also very different, with the +Fe site showing similarities to eutrophic sites in other ocean basins.
Moreover, major differences occurred in the taxa at the +Fe and HNLC sites revealing the crucial role that surface oceanic
conditions play in changing and structuring deep-sea benthic communities.
