«La communauté scientifique a toujours pensé que l'impact de la pollution de l'air se faisait sentir à proximité de l'endroit où elle se dépose», explique Athanasios Nenes. "Cette étude montre que le fer peut circuler à travers l'océan et affecter des écosystèmes à des milliers de kilomètres."
Pendant des décennies, la pollution atmosphérique dérivant de l'Asie de l'Est sur le plus grand océan du monde a déclenché une réaction en chaîne qui a contribué aux niveaux d'oxygène tombant dans les eaux tropicales à des milliers de kilomètres.
«Il y a une prise de conscience croissante que les niveaux d'oxygène dans l'océan peuvent changer au fil du temps», explique Taka Ito, professeur agrégé à l'Institut de technologie de Géorgie. "L'une des raisons en est le réchauffement de l'environnement - l'eau chaude retient moins de gaz. Mais dans le Pacifique tropical, le taux d'oxygène a chuté à un rythme beaucoup plus rapide que le changement de température peut expliquer. "
Une carte montrant comment la pollution de l'air qui dépose du fer dans le nord de l'océan Pacifique peut voyager à des milliers de kilomètres. (Crédit: Georgia Tech)Dans le rapport, les chercheurs décrivent comment la pollution de l'air par les activités industrielles a fait augmenter les niveaux de fer et d'azote - éléments nutritifs clés pour la vie marine - dans l'océan au large des côtes de l'Asie de l'Est. Les courants océaniques ont ensuite transporté les nutriments vers les régions tropicales, où ils ont été consommés par le phytoplancton photosynthétique.
Mais alors que le phytoplancton tropical a pu libérer plus d'oxygène dans l'atmosphère, sa consommation de nutriments excédentaires a eu un effet négatif sur les niveaux d'oxygène dissous plus profondément dans l'océan.
"Si vous avez une photosynthèse plus active à la surface, cela produit plus de matière organique, et une partie de celle-ci diminue", dit Ito. "Et comme il s'affaisse, il y a des bactéries qui consomment cette matière organique. Comme nous respirer de l'oxygène et expirer CO2, les bactéries consomment de l'oxygène dans l'océan souterrain, et il y a une tendance à épuiser plus d'oxygène. "
Ce processus se déroule dans tout le Pacifique, mais les effets sont les plus prononcés dans les régions tropicales, où l'oxygène dissous est déjà faible.
En déclin depuis les 1970
Athanasios Nenes, un professeur de Georgia Tech qui a travaillé avec Ito sur l'étude, dit que la recherche est la première à décrire à quel point l'impact de l'activité industrielle humaine peut atteindre.
«La communauté scientifique a toujours pensé que l'impact de la pollution de l'air se faisait sentir à proximité de l'endroit où elle se dépose», explique Nenes. "Cette étude montre que le fer peut circuler à travers l'océan et affecter des écosystèmes à des milliers de kilomètres."
Alors que les preuves étaient de plus en plus nombreuses que les changements climatiques mondiaux pourraient avoir un impact sur les niveaux d'oxygène futurs, Ito et Nenes ont été poussés à chercher une explication pour expliquer pourquoi les niveaux d'oxygène dans les tropiques diminuaient depuis les 1970.
Pour comprendre comment le processus a fonctionné, les chercheurs ont développé un modèle qui combine la chimie atmosphérique, les cycles biogéochimiques et la circulation océanique. Leur modèle montre comment les poussières riches en fer et polluées qui se déposent sur le Pacifique Nord sont transportées par les courants océaniques vers l'est de l'Amérique du Nord, vers le bas de la côte et vers l'ouest le long de l'équateur.
Dans leur modèle, les chercheurs ont tenu compte d'autres facteurs qui peuvent également influer sur les niveaux d'oxygène, tels que la température de l'eau et la variabilité du courant océanique.
Que ce soit en raison du réchauffement de l'eau de mer ou d'une augmentation de la pollution par le fer, les conséquences de la croissance des zones de minimum d'oxygène sont considérables pour la vie marine.
"De nombreux organismes vivants dépendent de l'oxygène qui est dissous dans l'eau de mer", dit Ito. "Donc, si cela devient assez bas, cela peut causer des problèmes, et cela pourrait changer les habitats pour les organismes marins."
Pas facilement remplacé
Parfois, les eaux des zones à faible teneur en oxygène gonflent dans les eaux côtières, tuant ou déplaçant des populations de poissons, de crabes et de nombreux autres organismes. Ces "événements hypoxiques" peuvent devenir plus fréquents avec la croissance des zones à oxygène minimum, ajoute-t-il.
L'activité croissante du phytoplancton est une épée à double tranchant, selon Ito.
"Le phytoplancton est une partie essentielle de l'océan vivant", dit-il. "Il sert de base à la chaîne alimentaire et absorbe le dioxyde de carbone atmosphérique. Mais si la pollution continue à fournir des nutriments en excès, le processus de décomposition épuise l'oxygène des eaux plus profondes, et cet oxygène profond n'est pas facilement remplacé. "
L'étude s'étend également sur la compréhension de la poussière comme un transporteur de la pollution, dit Nenes.
«La poussière a toujours suscité beaucoup d'intérêt en raison de son impact sur la santé des gens», explique M. Nenes. "C'est vraiment la première étude montrant que la poussière peut avoir un impact énorme sur la santé des océans d'une manière que nous n'avons jamais comprise auparavant. Cela soulève simplement le besoin de comprendre ce que nous faisons pour les écosystèmes marins qui nourrissent les populations du monde entier. "
L'étude, publiée dans Nature Geoscience, a été parrainée par la National Science Foundation, une chaire de professeur de la Faculté de Géorgie Power et une bourse Cullen-Peck Faculty.
La source: Georgia Tech
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