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Pourquoi 75 % des océans du monde sont-ils pauvres en nutriments et en chlorophylle ? Explorez les secrets de ces eaux mystérieuses !
Environ 75 % des océans du monde sont qualifiés de zones à faible teneur en nutriments et en chlorophylle (LNLC). La spécificité de ces zones est fascinante, et leur existence affecte non seulement le fonctionnement des écosystèmes marins, mais joue également un rôle important dans le cycle global du carbone. Explorer les raisons de ces secrets nous mènera à une compréhension plus profonde du mystère et de la fragilité de l’océan et, en même temps, fournira des indices importants pour la protection et l’utilisation futures.
Caractéristiques des régions LNLC
Les zones dites pauvres en nutriments et en chlorophylle font référence aux eaux riches en moins de nutriments (tels que l'azote, le phosphore et le fer), ce qui conduit directement à une productivité primaire plus faible dans ces zones, ce qui se manifeste par une faible concentrations de chlorophylle. Ces zones sont souvent décrites comme oligotrophes et se concentrent principalement dans les tourbillons subtropicaux, mais aussi dans la Méditerranée et certains lacs intérieurs.
Les régions LNLC existent parce que les processus physiques limitent la disponibilité des nutriments, ce qui entraîne leur recyclage principalement dans la zone photique et leur sélection en faveur d'espèces de phytoplancton plus petites.
Facteurs physiques et biologiques du cycle des nutriments
La croissance du phytoplancton se produit principalement dans la couche mixte, la partie supérieure de l’océan, où l’énergie lumineuse est suffisante et où le mélange turbulent à la surface augmente l’uniformité verticale de la température, de la salinité et de la densité le long de l’océan. Dans ces régions LNLC, la disponibilité des nutriments provient principalement de trois sources : la réintroduction des eaux profondes de l’océan, le recyclage de l’océan de surface et les nutriments « externes » provenant de l’atmosphère ou de la terre. La formation des régions LNLC est le résultat de multiples processus, notamment les pompes biologiques, l'enfoncement d'Ekman et la stratification de la colonne d'eau.
La pompe biologique crée un gradient de nutriments en exportant la matière organique de la surface de l’océan vers les profondeurs de l’océan, ce qui entraîne une pénurie accrue de nutriments dans la région LNLC.
Productivité de la région LNLC
Bien que la production primaire par unité de surface soit généralement plus faible dans les régions LNLC, on estime que 40 % de la productivité mondiale des océans provient de ces régions. Cela est dû au fait que la région LNLC est vaste et que la majeure partie est située dans le vortex subtropical. Les eaux de ces zones sont généralement plus chaudes et plus stratifiées, ce qui limite l'apport de nouveaux nutriments et fait du « cycle de régénération » la principale source de nutriments.Dans la zone LNLC, bien que la nouvelle production soit faible, la matière organique extraite par la pompe biologique sera néanmoins réutilisée dans une certaine mesure à travers le cycle biologique.
Variabilité des régions LNLC
Bien que les régions LNLC soient généralement pauvres en nutriments, ces zones sont néanmoins dynamiques et connaissent des changements au fil des saisons. Par exemple, le gyre subtropical de l’Atlantique Nord se rétrécit en hiver et s’étend en été. Les tendances à long terme montrent que le vortex subtropical dans l’hémisphère nord est en expansion, tandis que celui dans l’hémisphère sud s’affaiblit. Le changement climatique exacerbe le processus de thermostratification, qui limite la disponibilité des nutriments et modifie ainsi les modes de production primaire.
À mesure que les océans se réchauffent, la curiosité quant à l’avenir de la région LNLC grandit et de nombreux chercheurs craignent que cela affecte l’équilibre écologique mondial.
Exemples de régions LNLC spécifiques
Vortex subtropical de l'Atlantique Nord
En tant que centre du gyre subtropical de l'Atlantique Nord, la mer des Sargasses, bien que normalement oligotrophe, présente des taux de production primaire nettement plus élevés que prévu en raison de la fixation de l'azote et de la dynamique saisonnière. L’Atlantique Nord reçoit son approvisionnement en phosphate de l’océan Arctique, et les cyanobactéries fixatrices d’azote telles que Trichodesmium fournissent des nitrates.
Vortex subtropical du Pacifique Nord
Il s’agit de l’un des plus grands tourbillons du monde, où la production primaire est limitée par l’azote, le phosphore et le fer, et est influencée par l’ENSO et le PDO. L’étude montre que lors de l’événement ENSO de 1997-1998, des composantes majeures des modèles de production ont changé, affectant les processus physiques et biologiques de la région.
Mer Méditerranée
Le caractère oligotrophique de la Méditerranée est déterminé par son cycle anti-marée unique. Les eaux ici présentent un fort gradient décroissant de nutriments d'ouest en est, avec une demande plus élevée en azote et en phosphore devenant relativement importante.
Surveillance des zones LNLC
En raison de l’éloignement et de la taille de la région du LNLC, la surveillance des propriétés de ces eaux est extrêmement difficile. La collecte de données nécessite de faire face à des conditions environnementales difficiles et doit être soutenue par une coopération et des ressources internationales, ce qui affecte la fiabilité des données.
La combinaison d’instruments terrestres et d’images satellite fournit des informations précieuses sur ces eaux mystérieuses, mais la surveillance future nécessitera un soutien et une sensibilisation internationaux accrus.
Alors que nous approfondissons les mystères de ces zones pauvres en nutriments et en chlorophylle, nous ne pouvons nous empêcher de nous demander comment la composition de ces eaux mystérieuses et les écosystèmes qu'elles abritent affecteront notre futur environnement marin ?
