Dans le turbulent passage de Drake, les scientifiques découvrent une fenêtre rare où le carbone s'enfonce rapidement dans les profondeurs de l'océan.

En regardant l’océan Austral, près de l’Antarctique, je peux voir des baleines et des oiseaux de mer plonger dans et hors de l’eau alors qu’ils se nourrissent de la vie marine dans les niveaux inférieurs du réseau trophique.À la base de ce réseau alimentaire se trouvent de minuscules phytoplanctons – des algues qui poussent à la surface de l’océan et absorbent le carbone de l’atmosphère par la photosynthèse, tout comme le font les plantes terrestres.

En raison de leur petite taille, le phytoplancton est à la merci des mouvements tourbillonnants de l’océan.Ils sont également si abondants que les tourbillons verts sont souvent visibles depuis l’espace.

Généralement, le phytoplancton reste près de la surface de l’océan.Certains peuvent sombrer lentement en profondeur à cause de la gravité.Mais dans le turbulent passage de Drake, un goulot d'étranglement de 850 km de large entre l'Antarctique et l'Amérique du Sud, quelque chose d'inhabituel se produit, et cela a un impact sur la façon dont l'océan élimine le dioxyde de carbone – le principal responsable du réchauffement climatique. de l'atmosphère.

Le passage de Drake

Le passage de Drake est connu pour ses mers violentes, avec des vagues pouvant atteindre 40 pieds (12 mètres) et courants convergents puissants, certains coulant aussi vite que 150 millions de mètres cubes par seconde.L'eau froide de l'océan Austral et l'eau plus chaude du nord entrent en collision ici et se dispersent. tourbillons puissants et énergiques.

Nouvelle recherche scientifique dans laquelle je participe en tant qu'océanographe montre maintenant comment le passage de Drake et quelques autres zones spécifiques de l'océan Austral jouent un rôle démesuré dans la manière dont les océans emprisonnent le carbone de l'atmosphère.

Ce processus est crucial pour notre compréhension du climat.L’océan mondial est un immense réservoir de carbone qui retient 50 fois plus de carbone comme l'atmosphère.Cependant, ce n'est que lorsque l'eau transportant du carbone arrive au fond de l'océan que le carbone peut être stocké pendant de longues périodes – jusqu’à des siècles ou des millénaires.

Le phytoplancton photosynthétique est au cœur de cet échange.Et dans le passage de Drake, mes collègues et moi avons découvert que les montagnes sous-marines faisaient bouger les choses.

Le rôle des couches océaniques

L'océan peut être visualisé comme étant constitué de couches.Avec des vagues et des vents de surface constants, la couche supérieure est toujours en mouvement, mélangeant les eaux.C’est comme mélanger du lait à votre café du matin.Cette agitation se mélange à la chaleur solaire et aux gaz, comme le dioxyde de carbone, extrait de l'atmosphère.

La densité de l’eau augmente généralement à mesure que les eaux deviennent plus profondes, plus froides et plus salées.Cela forme des couches de densité généralement plates.Puisque l’eau préfère maintenir sa densité constante, elle se déplace principalement horizontalement et ne se déplace pas facilement entre la surface et les profondeurs de l’océan.

Pourtant, malgré cette barrière physique, les analyses de l’eau montrent que le dioxyde de carbone produit par les activités humaines pénètre dans les profondeurs océaniques.Une solution passe par la chimie :Le dioxyde de carbone se dissout dans l'eau, créant de l'acide carbonique.Les créatures vivantes de l’océan en sont un autre.

Une vue sur le passage de Drake

Les océanographes ont longtemps désigné l'océan Atlantique Nord et l'océan Austral comme des lieux où les eaux de surface sont déplacées vers la profondeur, emportant avec eux de grandes quantités de carbone.Cependant, des travaux récents ont montré que ce processus pourrait en réalité être dominé par quelques domaines seulement : y compris le passage Drake.

Bien qu’il s’agisse de l’une des étendues d’océan les plus célèbres, les scientifiques n’ont pu observer cette fenêtre en action que récemment.

Le flux principal du passage de Drake est créé par l'effet de forts vents d'ouest traversant l'océan Austral.Les scientifiques ont découvert que les vents d’ouest créent une pente dans la densité de l’eau, avec des eaux denses moins profondes plus près de l’Antarctique, où l’eau de fonte plus froide recouvre la surface, mais s’inclinant plus profondément dans l’océan plus au nord vers l’Amérique du Sud.

Avec les avancées dans robots sous-marins autonomes et la modélisation informatique, nous avons pu montrer comment le flux de l'océan Austral interagit avec une montagne sous-marine dans le passage de Drake.Cette interaction sous-marine mélange l'océan, améliorant ce processus d'agitation semblable à celui du café.

Le brassage le long des niveaux de densité inclinés permet à l'eau de la couche supérieure de l'océan de se déplacer vers les profondeurs.Et le phytoplancton à la surface de l'océan est emporté par ce brassage, se déplaçant vers les profondeurs beaucoup plus rapidement qu'il ne le ferait par le seul naufrage gravitationnel.

Dans une région moins énergétique, ce phytoplancton mourrait et rejetterait son carbone dans l’atmosphère ou coulerait lentement.Cependant, au passage de Drake, le phytoplancton peut être balayé en profondeur avant que cela ne se produise, ce qui signifie que le carbone qu’il a absorbé dans l’atmosphère est séquestré dans les profondeurs de l’océan.Le carbone dissous et stocké dans les profondeurs de l’océan peut également s’évacuer dans ces endroits.

Les scientifiques ont estimé que les eaux océaniques les plus profondes interagissent directement avec l'atmosphère à travers seulement environ 5% de la superficie des océans.C'est l'un de ces endroits spéciaux.

L'étude du passage de Drake et d'autres fenêtres océanographiques permet à la science de mieux comprendre le changement climatique et le fonctionnement de notre planète bleue.