Le phytoplancton joue un rôle clé dans le cycle du carbone en absorbant une partie du CO2 dissous dans les océans. Il a pour cela besoin de métaux, comme le fer et le manganèse. La mission Swings est allée les cartographier dans l’océan Austral.

En janvier 2021, une cinquantaine de chercheurs et chercheuses ont embarqué à bord du Marion Dufresne II pour étudier la pompe à carbone biologique de l’océan Austral, c’est-à-dire l’absorption du CO2 par le phytoplancton. Parti de la Réunion, le navire a rejoint Durban en Afrique du Sud, puis la dorsale océanique sud-ouest indienne, les îles du Prince Edward, l’île Marion, les îles Crozet, l’île Heard, puis l’île Kerguelen avant de rentrer à la Réunion. La mission Swings a ainsi représenté un périple de huit semaines au riche programme scientifique.

« Nous voulions étudier plusieurs choses dans le contexte général de la pompe à carbone, dont la distribution et l’origine des nutriments qui la contrôlent, explique Hélène Planquette, directrice de recherche CNRS au Laboratoire des sciences de l’environnement marin (1)  et co-oorganisatrice de Swings. Le phytoplancton a en effet besoin de se nourrir pour croître et assurer la photosynthèse. L’océan Austral fonctionne comme un immense tapis roulant situé aux confluences des océans Indien, Pacifique et Atlantique. Nous avons étudié comment les éléments y sont consommés par le plancton, recyclés dans la colonne d’eau, puis transportés jusqu’aux fonds marins. » L’exploitation de ces données se fera jusqu’au moins en 2027, notamment grâce aux projets ANR (2) Swings et Awesome-Swings.

Une cartographie des métaux

Plusieurs métaux, comme le fer, le manganèse, le cuivre ou le cobalt, jouent un rôle important pour les cellules phytoplanctoniques. Ils vont par exemple servir aux enzymes impliquées dans la fixation d’azote ou dans le transport de l’oxygène. Grâce à la mission Swings, leur distribution a pu être cartographiée dans l’eau, tout au long du parcours de la campagne. Des échantillons de poussières atmosphériques ont également été collectés. « Jusqu’à présent, nous ne disposions que de données locales, centrées autour des îles Crozet ou Kerguelen. C’est la première fois que nous obtenons une vision d’ensemble du secteur indien de l’Océan Austral, affirme Hélène Planquette. Ces résultats viendront alimenter la base de données internationale Geotraces, qui documente la répartition des métaux à l’échelle mondiale. Son lancement est prévu pour février prochain. »

Les métaux présents dans l’océan proviennent de différentes sources, ils peuvent être apportés par l’atmosphère sous forme de poussières, d’origine anthropique ou naturelle, de sédiments, ou provenir directement des roches - on parle alors de sources lithogènes. « Parmi les zones explorées, les environs des îles Crozet se sont révélés particulièrement riches en éléments d’origine lithogènes : fer et silice, explique Hélène Planquette. Nous avons constaté que ces apports, essentiels pour le phytoplancton, étaient non seulement abondants autour de Crozet, mais également dispersés bien plus au large que ce que l’on imaginait, ceci, grâce notamment à la dissolution de particules, processus qui avait été mis en évidence par des expériences au laboratoire menées dans le cadre du projet ANR BIIM qui s’est achevé en 2021. »

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1. LEMAR, CNRS/IFREMER/IRD/Univ. Bretagne Occidentale
2. Agence nationale de la recherche