Quand les volcans nourrissent l’océan

Les côtes d’Hawaii, pendant l’éruption du Kilauea à l’été 2018 © US Coast Guards

Entre juin et août 2018, le célèbre Kilauea, un volcan régulièrement éruptif d’Hawaii, a déversé des millions de mètre-cubes de lave dans le Pacifique. Trois jours après le début de l’éruption, l’eau a pris une couleur caractéristique, un indice que les minéraux contenus dans la lave pourraient stimuler la photosynthèse de ces micro-organismes océaniques.

C’est la première fois qu’un lien direct est établi entre le volcanisme et la biologie planctonique, raconte Science ce 6 septembre (EN), en commentant des travaux parus le jour-même dans ses colonnes, sous la plume d’universitaires américains.

Le rôle stimulant du fer dans la croissance du plancton est connu depuis longtemps. Cela avait d’ailleurs, il y a une décennie (déjà!), des tentatives d’entrepreneurs peu scrupuleux qui imaginaient disperser du fer, pour doper le plancton et pomper du CO2, en espérant ensuite revendre des droits d’émission de ce gaz à des industriels (lire La fable du fer, du plancton et du pique-assiette ou retrouvez plusieurs articles sur ce sujet publiés dans ces colonnes).

Le 6 juin 2018, donc, le satellite Modis de la Nasa avait observé la hausse soudaine de la concentration en plancton du Pacifique, près du point d’injection dans l’océan de la lave du Kilauea. Rappelons que c’est un volcan effusif, qui libère des dizaines de mètre-cubes par seconde d’une lave très fluide, qui n’a guère de difficulté à trouver son chemin vers la mer. 

En deux semaines, le panache planctonique mesurait 150 kilomètres de long! Les chercheurs ont introduit un « colorant » virtuel dans un modèle océanique décrivant les courants et les vents près de Hawaii. Ils ont obtenu un panache ressemblant à celui dessiné par le plancton. Une semaine après que la lave ait cessé d’entrer dans la mer, le panache a disparu: un indice de plus sur l’hypothèse d’un lien entre la présence de lave et l’activité biologique dans les parages.

A l’époque, les chercheurs se sont dépêchés d’embarquer sur un navire océanographique, pour aller voir sur place ce qui se passait. L’eau dans le panache planctonique contenait des traces de certains métaux et terres rares, des nutriments inorganiques et des particules en suspension. Et surtout, la concentration était plutôt élevée en acide orthosilicique (H4SiO4, pour les intimes) —un nutriment clé dans l’océan—, de manganèse, de fer et de cobalt, dont la proportion relative était proche de celle déjà observée dans les laves du Kilauea.

Restait une inconnue. Pour provoquer de telles effusions planctoniques, il faut de l’azote, le plus souvent sous forme de nitrates. Il y en avait beaucoup dans l’eau, ont constaté les chercheurs, mais sans explication sur son origine, après avoir creusé toutes sortes de pistes. Il s’avère que ces nitrates sont remontés des profondeurs (~300 mètres) à l’occasion de courants ascendants créés par l’irruption de lave dans l’eau. 

Désormais, la boucle est bouclée, et la preuve est faite que la lave de volcans comme le Kilauea peut stimuler la vie des océans. Mais ce n’est pas une raison pour aller provoquer des éruptions au prétexte qu’il faut faire baisser la concentration de CO2 dans l’atmosphère en le pompant avec du plancton, hein?

Denis Delbecq

NB: A toutes fins utiles, quand un lien mentionné dans les articles d’Effets de Terre porte sur un document qui n’est pas en français (date >2018), il est suivi du code (ISO 639) de la langue.

Genèse d’un article avorté

Cyclone dans le Pacifique © Nasa

Cyclone dans le Pacifique © Nasa

Quand on est freelance, on déteste travailler pour rien. Passer quinze coups de fil, des heures de discussions au téléphone, des mails échangés, pour se rendre compte que le sujet tombe à l’eau, c’est assez désagréable. C’est ce qui m’est arrivé cette semaine, après avoir enquêté sur des travaux scientifiques sur le rôle de la couleur des océans dans la formation des cyclones.

J’avais lu ces travaux, qui remontent à mi-août, ainsi que plusieurs papiers parus dans la presse anglo-saxonne, et dans le Figaro. Tous expliquaient que la présence en surface de phytoplancton offre des conditions favorables à la formation d’un cyclone, et suggéraient qu’on pourrait mieux prévoir leur trajectoire en regardant la couleur de l’océan. Un paramètre qui résiste encore aux météorologues, donc un sujet de choix pour le journaliste que je suis. Bref, les travaux publiés dans Geophysical research letters par l’équipe d’Anand Gnanadesikan à la NOAA (2) étaient d’un grand intérêt, et j’avais donc «vendu» un papier au quotidien Suisse Le Temps.

Au cours de mon enquête, j’ai donc discuté avec Anand Gnanadesikan, mais aussi avec le «pape» de la couleur des océans, le français André Morel, du laboratoire d’océanographie de Villefranche (1), le japonais Akiyoshi Wada, du centre de recherches sur les cyclones, de la météo japonaise. J’avais aussi songé parler aux chercheurs américains du National Hurricane Center, avant de renoncer vu leur affiliation à la NOAA, comme plusieurs des auteurs du papier des GRL. Je me suis donc tourné vers Hervé Giordani, qui travaille sur les cyclones au centre de recherches de Météo-France.

Au fil de ces discussions m’est apparue l’idée que je faisais fausse route. Que les travaux de Gnanadesikan ne concluaient pas du tout à ce que la presse avait pu en dire. Lui-même, d’ailleurs ne m’a jamais dit qu’on pourrait améliorer la prévision des cyclones.

Développement du plancton pendant le El Niño de 1998 © Nasa

Développement du plancton pendant le El Niño de 1998 © Nasa

Revenons aux fondamentaux: l’équipe américaine a conduit des «expériences numériques». Elle a décrit dans ses modèles un océan Pacifique Nord-Ouest privé de phytoplancton. Sa présence capte et stocke de l’énergie solaire à la surface de l’océan. Le verdict est simple: avec une eau bleue, sans phytoplancton, il y aurait 70% de cyclones en moins dans la région. Non pas parce qu’ils ne se formeraient plus, mais parce qu’ils passeraient plus au Sud, dans des eaux plus favorables. Seconde expérience, les chercheurs ont enlevé —toujours virtuellement— 50% du phytoplancton, et relevé une baisse de 35% du nombre de cyclones, parfaitement (trop?) en phase avec le résultat précédent. Un résultat que Gnanadesikan et ses collègues comparent avec des observations faites dans les années soixante, où il y avait moins de cyclones et moitié moins de plancton autour de Hawaï.

Gnanadesikan est un chercheur honnête, et il m’avait dit que ces observations planctoniques sont controversées. Il n’a donc jamais cherché à m’induire en erreur. Interrogé sur son domaine de compétence, le phytoplancton et la couleur de l’océan, entre autres, mais pas les cyclones, André Morel m’a longuement confirmé pourquoi les travaux sur la «baisse» observée du phytoplancton mentionnés dans l’article des GRL ne font pas l’unanimité chez les spécialistes. Ce serait trop long à raconter ici, mais cela démontre qu’il n’y a rien à tirer des comparaisons entre les simulations numériques et les observations sur le terrain.

Du Japon, Akiyoshi Wada m’a expliqué que le rôle de la température de surface des océans pèse peu sur la dynamique d’un cyclone. «Les variations de pression induites par la variabilité du phytoplancton sont faibles, de l’ordre de quelques hectopascals.» Pour des pressions, au centre du cylone, de l’ordre de 900 hPa, c’est effectivement peu. Wada va plus loin. «Dans le Pacifique nord-ouest, les conditions atmosphériques (hautes pressions subtropicales, mousson) déterminent fortement les flux d’air qui sont importants pour la prévision des trajectoires. C’est pour cela que le plancton influe si peu.» Mais Wada, qui a travaillé et publié sur le sujet, souligne qu’effectivement, à long-terme, «une diminution du phytoplancton peut influer sur l’activité cyclonique dans le Pacifique Nord-Ouest». Le problème, c’est que, comme me l’a expliqué André Morel, personne ne peut prédire ce qu’il adviendra du cycle planctonique à l’avenir, au fur et à mesure du réchauffement climatique. «Dans cette région, c’est d’abord l’oscillation climatique ENSO (les cycles Niño-Niña) qui conditionne la localisation du plancton.»

Le coup de grâce est venu de ma discussion avec Hervé Giordano. Il a relevé que Gnanadesikan et ses collègues ne mentionnent pas la notion de quantité d’énergie dans l’océan. «Et la quantité d’énergie est un paramètre important de la dynamique des cyclones. Mais elle se mesure sur l’ensemble de la couche d’eau qui est brassée, sur une épaisseur d’une cinquantaine de mètres. Le phytoplancton influe bien évidemment sur la température de surface, mais sur une épaisseur d’un mètre seulement…» Bref, sa présence ou pas ne change pas grand chose à l’énergie disponible pour alimenter le «moteur» d’un cyclone.

Et voilà. Fort de tout cela, j’ai décroché une dernière fois mon téléphone, pour expliquer au Temps pourquoi le sujet ne méritait pas un article, parce qu’hélas, la place est comptée dans un journal imprimé. Et mon interlocuteur est tombé d’accord avec moi. Exit le papier (et la paie…). Mais comme la place n’est pas comptée dans ces colonnes, et que cette anecdote explique bien la manière dont nous travaillons, nous journalistes, à partir des publications scientifiques, elle avait toute sa place sur Effets de Terre.

(1) Lire par exemple cet article que j’avais fait il y a deux ans pour le Journal du CNRS, à propos de travaux sur la couleur du Pacifique où, dans certains endroits, l’eau est si pure, si vierge de plancton, qu’elle en est violette.
(2) Administration américaine de l’océan et de l’atmosphère.

L’été, le plancton s’envoie en l’eau

Boom de plancton dans la Baltique © ESA

Boom de plancton dans la Baltique © ESA

On ne s’en lasse pas… L’Agence spatiale européenne a diffusé cette image extraordinaire d’une effusion de plancton, dans la mer Baltique. Un cliché de plus à mettre au crédit du spectromètre d’imagerie embarqué à bord du satellite Envisat. Un système qui permet de filtrer l’image dans une gamme de longueurs d’onde et qui révèle ici, ces superbes volutes nés de l’activité estivale des planctons. Comme quoi, les satellites peuvent repérer des objets microscopiques, pourvu qu’il y en ait assez.

La fèce de baleine, elixir de jouvence océanique

Fèces de baleine bleue © Hugh Ryono

Fèces de baleine bleue © Hugh Ryono

Encore une bonne raison de sauver les baleines? Des scientifiques australiens en sont convaincus, car ils constatent que les fèces de baleines fertilisent l’océan austral à sa surface, et alimentent donc la pompe à gaz (carbonique).

Cela fait des années qu’on nous rebat les oreilles sur les bienfaits du semis de fer dans le grand Sud. Une région où l’activité planctonique est réduite, faute du précieux métal. Et des petits malins avaient tenté —sans succès— de se faire des couilles en or sur les marchés du carbone. Ils viennent d’être défaits —définitivement?— par les fèces de baleine.

Selon des scientifiques de la Division antarctique australienne, le quart du fer de l’océan austral est stocké dans le corps du krill, ces petites crevettes dont les baleines sont si friandes. Et du krill, il n’en manque pas: presque 380 millions de tonnes, soit 15 000 tonnes de fer, dont la moitié est consommée par les baleines. Celles-ci en rejettent la majeure partie dans leurs excréments, sous une forme aisément consommable par le plancton, qui le refile ensuite au krill. Un tri-cycle, quoi! La concentration de fer de cette merde est dix millions de fois plus élevée que celle de l’eau de mer! (1)

Bref, à protéger les baleines, on augmenterait la quantité de fer séquestrée de l’océan austral, et ce serait tout bénéfice pour l’effet de serre, et pour l’océan lui-même. D’ailleurs, à ce propos, il y a une nouvelle sur le front du gaz carbonique. Et ce n’est pas Claude Allègre qui la contestera, lui qui a pris la tête du «combattre le CO2 pour sauver l’océan»: un rapport du Conseil de la recherche des Académies américaines des sciences, confirme que l’absorption du gaz dans les océans se fait à un rythme inégalé depuis huit cent mille ans. Le pH, qui mesure l’acidité, aurait baissé de 8,2 à 8,1 depuis le début de l’ère industrielle. Les modèles prédisent une baisse de 0,2 à 0,3 d’ici la fin de ce siècle, si les émissions de CO2 continuent de croître. Commandé par le Congrès américain, le rapport préconise un développement rapide d’outils de suivi de cette acidification, et de recherches pour améliorer la connaissance sur les effets de ce trip acide que les baleiniers ont infligé à l’océan (2).

(1) Southern Ocean iron fertilization by baleen whales and Antarctic krill, Nicol et al, Fish and Fisheries, édition du 30 mars 2010.
(2) Que les choses soient claire, l’essentiel de l’hécatombe servait à éclairer les villes avant la généralisation de la fée électricité

La fable du fer, du plancton, et du pique-assiette

© Denis Delbecq

© Denis Delbecq

Maître plancton, sur un océan agité, pompait sans vergogne le fer dispersé.
Une crevette par l’odeur alléchée, lui tint à peu près ce langage :
«Et bonjour Monsieur du plancton. Que vous êtes joli! que vous me semblez beau!
Sans mentir, si les humains espèrent de vous pomper du carbone, vous devez  démentir cette douce illusion.»

A ces mots le plancton ne se sent pas de joie; Et pour montrer sa belle chlorophylle, il s’abandonne comme une proie.
Le crustacé s’en saisit et dit: «Mon bon Monsieur, Apprenez aux humains que tout pollueur de climat doit trouver autre chose pour réparer ses erreurs: Cette leçon vaut bien un festin sans doute.»
Le plancton honteux et confus jura mais un peu tard, qu’on ne l’y prendrait plus.

Permettez cette petite fantaisie pour vous raconter la surprenante conclusion des aventure des chercheurs indiens et allemands qui avaient entrepris de semer du sulfate de fer dans les quarantièmes rugissants, espérant confirmer l’utilité d’une méthode censée doper le plancton et donc pomper du gaz carbonique dans l’atmosphère pour agir sur l’effet de serre. Les premiers résultats de l’expérience viennent d’être rendus publics.(1)

En principe, le plancton devait se multiplier avant de mourir, emportant le carbone pompé au fond de l’océan. Le festin a bien eu lieu. Mais des pique-assiettes se sont invités au repas; de petits crustacés qui ont dévoré ces algues inespérées, lesquelles n’ont donc pas été inhumées sur le plancher océanique comme prévu. Les diatomées de la région, des planctons ornés d’un microscopique squelette qui empêche les crustacés de s’en nourrir, avaient déjà assez de fer en stock et ne se sont pas multipliées. Un autre plancton, prisé des bestioles qui rodaient dans les parages, en a profité.

Mais il y a un détail qui n’a pas été abordé dans les dépêches et le communiqué des scientifiques. Qu’adviendra-t-il des petits crustacés? Seront-il avalés par des baleines ou des calamars croisant dans les parages, ou finiront-ils au fond de l’océan une fois décédés d’avoir trop mangé. Les détectives ont du boulot!

(1) Pour ce qui n’avaient pas suivi l’histoire, Une controverse avait un temps suspendu l’expérience.

Oyez oyez bonnes gens, le climat est sauvé. Vive la pollution!

Voilà qui va donner du baume au cœur aux club des écopeurs de gaz carbonique à la petite cuiller. En une semaine, deux «bonnes nouvelles» sont venues les réconforter. Lundi, le gouvernement allemand a finalement donné le feu vert à son navire scientifique qui pourra donc actionner ses sulfateuses pour disséminer du fer sur deux cent kilomètres carrés d’océan austral, et étudier son effet sur la croissance du plancton et sur la séquestration du gaz carbonique dans l’océan. Le Polarstern rongeait son frein après que Berlin avait décidé de suspendre les opérations. Le comité d’experts chargés d’évaluer la légalité de l’expérience vis a vis des textes de la Convention de l’ONU sur la biodiversité a finalement lavé l’expérience de tout soupçon.

Aujourd’hui, le cours des actions des startups qui espèrent utiliser cette dissémination ferrugineuse pour doper leur compte en banque va grimper en flèche. Une équipe britannique raconte dans Nature que le plancton capte trois fois plus de gaz carbonique quand il reçoit des apports de fer naturel, et surtout que cette séquestration est durable. Les cehrcheurs ont relevé, près de l’archipel français de Crozet dans le grand sud, que le fer déposé par les roches volcaniques au nord de l’île triple la quantité de carbone séquestré par le plancton, par rapport au sud de l’île où cet apport de fer naturel est négligeable. Mais au passage, l’efficacité du fer semble à Crozet soixante-dix sept fois plus faible qu’au tour des îles Kerguelen. Une différence qui s’expliquerait par la forme du fer qui ensemence naturellement ces deux régions. A Crozet, la source de fer diffuse des particules insolubles.

On peut donc respirer. Y’a qu’à produire encore plus de voiture et réduire les vieilles 4L en poussière. Y’a qu’à ordonner qu’on fasse subir le même sort à tous les véhicules le jour de leur premier anniversaire. Dans le monde idéal des écopeurs de gaz carbonique, plus on fabrique de bagnoles, et plus on pourra lutter contre le réchauffement. Avouez que c’est quand même plus sympa que ces peine-à-jouir de la décroissance qui veulent nous faire revenir à l’âge de pierre. Et tant qu’on y est, il n’y a qu’à supprimer les normes antipollution sur les centrales à charbon. Comme ça, elles balanceront plein de soufre dans l’atmosphère et éviteront de dépenser de l’argent pour construire un bouclier contre le réchauffement solaire, comme d’autres chercheurs l’ont proposé.

Limaille dans l’eau. Saletés dans l’air, avec ça, le climat est sauvé. Tiens j’entends les sirènes. Serait-ce une camisole en fibre de plancton destinée au blogueur?

La croisière scientifique ne s’amuse pas du tout

Pas facile d’être chercheur. Les 48 membres de l’équipe indo-germanique embarqués à bord du Polarstern s’en s’ont rendus compte cette semaine. Cette équipe devait arriver dans quelques jours dans l’océan austral pour tenter de doper le plancton. Pas moins de vingt tonnes de sulfate de fer devaient être dispersées sur trois cent kilomètres carrés de mer, pour en voir l’effet sur la pompe à carbone océanique. L’expérience a fait pschitt. Du moins temporairement. Car le ministre allemand de la recherche a ordonné la suspension du projet à la demande de son collègue de l’environnement, lui-même harcelé par des organisations écologistes.

Officiellement, une commission indépendante doit examiner les risques posés par cette expérience sur l’écosystème. Toute la question est de savoir combien de temps il faudra pour cela. Car la saison des promenades scientifiques est courte dans le grand Sud, et l’expérience doit durer huit semaines.

A vrai dire, cette idée d’écoper le gaz carbonique à la cuiller ne me séduit guère. mais il y a quand même un truc qui me chiffonne. Ça fait un an que se projet se prépare, les ministres avaient donc tout le temps de se pencher sur la question. Par exemple en relisant le texte du moratoire sur les expériences à grande échelle de fertilisation de l’océan, que l’Allemagne avait co-rédigé dans le cadre de la Convention de l’ONU sur la diversité biologique…

Les géoingénieurs sont des magiciens

Planktos, ça vous dit quelque chose? Cette startup qui espérait vendre des crédits de carbone en arrosant le Pacifique de limaille de fer pour soi-disant doper le plancton, une pompe à gaz carbonique. Après l’intense campagne conduite par des organisations écologistes (Greenpeace, Sea Shepherd, etc.) et la publication de travaux mettant en doute l’innocuité du procédé pour l’écosystème océanique, Planktos avait perdu ses investisseurs et coulé.

Et bien Russ George, le fondateur de l’entreprise, a fait un peu de magie. Un peu comme les bougies surprises qui se rallument toutes seules quand on les a soufflé. Exit Planktos Corp, introducing Planktos Science. Ça fait plus sérieux comme nom, non?

Cette fois, l’ex-éco-warrior, comme George (pas Dobelyou, l’autre) aime à se décrire, ne se fera pas avoir. Il a déniché un vernis propre à susciter de nouvelles vocations chez les investisseurs. On ne parle plus d’arroser l’océan à la limaille de fer pour sauver le climat. Place à la restauration de l’écosystème planctonique mis à mal par les méchants humains.

Le site de l’entreprise a publié une longue profession de foi. “Notre mission est la restauration des habitats endommagés”, écrivent les responsables de la firme. On ne chasse plus le CO2 qui « réchauffe lentement la planète », mais ce méchant gaz qui « acidifie les océans », avec un impact « très rapide et périlleux » qui « dévaste les forêts océaniques ». L’entreprise se targue de vouloir conduire de petits projets, moins ambitieux que ceux de la startup précédente, qui mettent en jeu des quantités de matériaux négligeables devant les centaines de millions de tonnes de poussières minérales qui atterrissent, portées par les vents, dans les océans.

Oyez, oyez, bonnes gens, avec Planktos, l’océan sera bientôt guéri. Et comme Planktos Science va aussi replanter des forêts terrestres, cherchera de nouvelles molécules pour la pharmacopée, étudiera les biocarburants et ambitionne de repeupler les bancs de thons, nous seront vite sauvés. Sans rire, l’entreprise ambitionne probablement d’être le Google des océans. On peut investir un peu de limaille de fer dans votre fabuleux projet, monsieur George?

PS: les précédentes aventures de Planktos sont ici.

Et la lumière fut, pour nourrir le Japon

Il y en a qui ne manquent pas d’imagination. Ainsi le Times du jour explique un projet fou imaginé par des chercheurs japonais. Construire d’immenses plateformes flottantes au large de l’archipel qui serviraient à la fois à produire de l’énergie, et à nourrir le pays.

Passons sur la production d’énergie. Faire flotter panneaux solaires et éoliennes en mer n’a rien de révolutionnaire. Non, ce qu’il y a de dingue dans ce projet, c’est qu’une partie de l’électricité serait utilisée pour éclairer… le fond de la mer. Un moyen de doper la production de plancton, et d’attirer des foules de poissons. Bref après le poisson d’élevage en cage, nos amis japonais espèrent inventer  le poisson élevé en plein air. Pardon, en pleine eau.

Tout ça me rappelle l’obstination d’un chercheur britannique qui s’évertuait à apprendre à des poissons à répondre à l’appel d’un coup de sifflet. J’avais raconté ça dans Libé il y a cinq ou six ans. Tout petits les poissons recevaient de la nourriture après avoir entendu un signal sonore. Le savancosinus espérait qu’une fois relâchés et adultes, ils sauraient se souvenir de la voix de leur maître.

Si ces fermes sont un jour construites au large du Japon et que le thon rouge répond présent, ce sera toujours ça de pris pour la protection de l’espèce en Méditerranée, décimée par l’appétit japonais pour les sushis. Mais avouez que pour nourrir la planète, il y a peut-être plus simple, non?

Planktos, à ramasser à la petite cuiller

Vous vous rappelez l’histoire des allumés qui voulaient écoper le carbone atmosphérique à la petite cuiller? Si, si, ils voulaient balancer de la limaille de fer dans certains océans pour doper la croissance du plancton. Et le zooplancton mort, c’est bien connu, coule au fond de l’océan, emportant à jamais leur squelette. Une ossature pleine de carbone pompé dans l’atmosphère.

Bref, la poussière de fer, c’était le nouvel eldorado d’investisseurs peu scrupuleux, et le Graal de la lutte contre les gaz à effet de serre. Et bien c’est terminé, pour un moment du moins. Le mois dernier, la Convention de l’ONU sur la biodiversité a imposé un moratoire sur cette drôle d’activité, réclamant plus de recherches. Et l’hebdomadaire britannique New Scientist explique aujourd’hui que l’astuce pourrait bien menacer la vie océanique. Car la limaille de fer ne dope pas que le plancton. Elle stimule aussi une algue microscopique qui produit une neurotoxine pas sympa avec les animaux. Substance qui peut contaminer les mammifères marins, les oiseaux, et même l’homme s’il mange des coquillages infectés.

Voilà qui n’arrangera pas les affaires, bien mal en point, des businessmen engagés dans une juteuse course au profit. En pompant le carbone avec leur petite cuiller de plancton, ils espéraient vendre des droits à polluer sur le marché du carbone. Planktos, dont je vous avais parlé il y a quelques mois, aurait mis la clé sous la porte. Son concurrent Climos ne trouve plus d’investisseurs… Une bonne nouvelle? (Lire aussi: « La petite cuiller écopera bientôt« , et « La petite cuiller ne sert à rien« )