Article de Sofie Bates, de l’équipe Earth Science News de la NASA— De nouvelles observations provenant d’avions de recherche indiquent que l’océan Austral absorbe plus de carbone de l’atmosphère qu’il n’en libère, confirmant qu’il s’agit d’un puissant puits de carbone et d’un tampon important pour les effets des émissions de gaz à effet de serre d’origine humaine. Des recherches et modélisations antérieures avaient laissé les chercheurs incertains de la quantité de dioxyde de carbone atmosphérique (CO₂) est absorbé par les eaux froides entourant le continent antarctique.

Dans une étude financée par la NASA publiée dans Science en décembre 2021, les scientifiques ont utilisé des observations aériennes du dioxyde de carbone atmosphérique pour «montrer que le flux net annuel de carbone dans l’océan au sud de 45°S est important, avec une absorption plus forte en été et moins de dégazage en hiver. que d’autres observations récentes ne l’ont indiqué. Ils ont découvert que les eaux de la région absorbaient environ 0,53 pétagrammes de plus (530 millions de tonnes métriques) de carbone qu’elles n’en libéraient chaque année.

« Les mesures aéroportées montrent une diminution du dioxyde de carbone dans la basse atmosphère au-dessus de la surface de l’océan Austral en été, indiquant l’absorption de carbone par l’océan », a expliqué Matthew Long, auteur principal de l’étude et scientifique au National Center for Atmospheric Research (NCAR ). Des observations d’avions ont été recueillies de 2009 à 2018 lors de trois expériences sur le terrain, dont la mission de tomographie atmosphérique (ATom) de la NASA en 2016.

L’animation et l’image fixe sur cette page montrent les zones où le dioxyde de carbone a été absorbé (bleu) et émis (rouge) par l’océan mondial en 2012. (Passez à 1h00 pour vous concentrer sur l’hémisphère sud.) Les données proviennent de l’ECCO -Darwin Global Ocean Biogeochemistry Model. La recherche a été financée par la National Science Foundation, la NASA et la National Oceanic and Atmospheric Administration.

Lorsque les émissions de dioxyde de carbone d’origine humaine pénètrent dans l’atmosphère, une partie du gaz est absorbée par l’océan, un processus qui peut légèrement ralentir l’accumulation de carbone dans l’atmosphère et l’augmentation de la température mondiale qui l’accompagne. Cela est dû en partie à la remontée d’eau froide des profondeurs de l’océan. Une fois à la surface, une eau plus froide et riche en nutriments absorbe le CO₂ de l’atmosphère, généralement à l’aide d’organismes photosynthétiques appelés phytoplancton, avant de sombrer à nouveau.

Les modèles informatiques suggèrent que 40 pour cent du CO produit par l’homme₂ dans l’océan mondial a été à l’origine absorbé de l’atmosphère dans l’océan Austral, ce qui en fait l’un des puits de carbone les plus importants de notre planète. Mais mesurer le flux, ou l’échange, de CO₂ de l’air à la mer a été un défi.

De nombreuses études antérieures sur les flux de carbone de l’océan Austral reposaient fortement sur des mesures de l’acidité des océans, qui augmente lorsque l’eau de mer absorbe du CO₂— prises par des instruments flottants et dérivants. La nouvelle recherche a utilisé des avions pour mesurer les changements dans la concentration de CO₂ dans l’atmosphère au-dessus de l’océan.

« Vous ne pouvez pas tromper l’atmosphère », a déclaré Long. « Bien que les mesures prises à la surface des océans et à partir de la terre soient importantes, elles sont trop rares pour fournir une image fiable du flux de carbone air-mer. L’atmosphère, cependant, peut intégrer des flux sur de grandes étendues.

Pour la nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé des mesures aéroportées de trois expériences sur le terrain : Atom, HIPPO et ORCAS. Collectivement, les expériences sur le terrain ont capturé une série d’instantanés (ou de profils) du changement vertical du dioxyde de carbone à diverses altitudes de l’atmosphère et à diverses saisons. Par exemple, lors de la campagne ORCAS début 2016, les scientifiques ont constaté une baisse du CO₂ concentrations pendant que l’avion descendait et a également détecté de fortes turbulences près de la surface de l’océan, suggérant un échange de gaz. De tels profils, ainsi que plusieurs modèles atmosphériques, ont aidé l’équipe à mieux estimer le flux de carbone.

Vidéo du Scientific Visualization Studio de la NASA et données du modèle ECCO-Darwin Global Ocean Biogeochemistry Model.