Les experts constatent que la poussière du Sahara est efficace pour la vie à mesure qu'elle se déplace dans l'atmosphère
Une étude scientifique démontre que le fer lié à la poussière du Sahara, qui se déplace vers l'ouest au-dessus de l'Atlantique, possède des propriétés qui évoluent avec la distance parcourue et est exploité par certains êtres marins et terrestres. Il s'agit du fer bioreactif.
Le fer est un micronutriment essentiel à la vie, qui permet des processus tels que la respiration, la photosynthèse et la synthèse de l'ADN. La disponibilité du fer est souvent une ressource limitée dans les océans actuels, ce qui signifie que l'augmentation du flux de fer dans les océans peut accroître la quantité de carbone fixée par le phytoplancton, avec des conséquences pour le climat mondial.
Le fer contenu dans la poussière saharienne change de propriétés avec la distance et devient plus efficace pour la vie
Le fer atteint les océans et les écosystèmes terrestres par le biais des rivières, de la fonte des glaciers, de l'activité hydrothermale et, surtout, du vent. Mais toutes ses formes chimiques ne sont pas « bioréactives », c'est-à-dire que les organismes peuvent les absorber dans leur environnement.
« Nous montrons ici que le fer lié à la poussière saharienne soufflant vers l'ouest au-dessus de l'Atlantique a des propriétés qui changent en fonction de la distance parcourue : plus la distance est grande, plus le fer est bioréactif », a déclaré Jeremy Owens, professeur associé à l'université d'État de Floride et coauteur d'une nouvelle étude parue dans la revue Frontiers in Marine Science.
« Cette relation suggère que les processus chimiques dans l'atmosphère convertissent le fer moins bio-réactif en des formes plus accessibles ».
Owens et ses collègues ont mesuré les quantités de fer bioréactif et de fer total dans les carottes de forage prélevées au fond de l'océan Atlantique par le Programme international de découverte des océans (IODP) et ses prédécesseurs. L'IODP vise à améliorer notre compréhension du changement climatique et des conditions océaniques, des processus géologiques et de l'origine de la vie.
4 carottes ont été sélectionnées
Les chercheurs ont sélectionné quatre carottes en fonction de leur distance par rapport à ce que l'on appelle le couloir de poussière Sahara-Sahel, qui s'étend de la Mauritanie au Tchad et qui est connu pour être une source majeure de fer lié à la poussière pour les zones sous le vent.
Les deux carottes les plus proches de ce corridor ont été prélevées à environ 200 et 500 km à l'ouest du nord-ouest de la Mauritanie, une troisième au milieu de l'Atlantique et la quatrième à environ 500 km à l'est de la Floride. Les auteurs ont étudié les 60 à 200 mètres supérieurs de ces carottes, qui reflètent les dépôts des 120 000 dernières années, c'est-à-dire depuis la dernière période interglaciaire.
Ils ont mesuré les concentrations totales de fer le long de ces noyaux, ainsi que les concentrations d'isotopes du fer à l'aide d'un spectromètre de masse à plasma. Ces données isotopiques correspondent à celles de la poussière saharienne.
Ils ont ensuite utilisé une série de réactions chimiques pour révéler les fractions totales de fer présentes dans les sédiments sous forme de carbonate de fer, de goethite, d'hématite, de magnétite et de pyrite. Le fer présent dans ces minéraux, bien qu'il ne soit pas bioréactif, a probablement été formé à partir de formes plus bioréactives par des processus géochimiques sur le plancher océanique.
« Au lieu de nous concentrer sur la teneur totale en fer, comme l'avaient fait les études précédentes, nous avons mesuré le fer qui peut être facilement dissous dans l'océan et auquel les organismes marins ont accès pour leurs voies métaboliques », a déclaré M. Owens.
« Seule une fraction du fer total présent dans les sédiments est biodisponible, mais cette fraction peut changer au cours du transport du fer depuis sa source d'origine. Notre objectif était d'explorer ces relations ».
Soufflant dans le vent
Les résultats ont montré que la proportion de fer bioréactif était plus faible dans les carottes les plus occidentales que dans les carottes les plus orientales. Cela signifie qu'une proportion plus élevée de fer bioréactif a été perdue dans la poussière et a probablement été utilisée par des organismes dans la colonne d'eau, de sorte qu'elle n'a jamais atteint les sédiments de fond.
« Nos résultats suggèrent qu'au cours du transport atmosphérique à longue distance, les propriétés minérales du fer lié à la poussière, qui n'était pas bioréactif à l'origine, changent, le rendant plus bioréactif. Ce fer est ensuite absorbé par le phytoplancton avant d'atteindre le fond », a déclaré Timothy Lyons, professeur à l'université de Californie à Riverside et dernier auteur de l'étude.
« Le fer transporté semble stimuler les processus biologiques de la même manière que la fertilisation par le fer peut affecter la vie dans les océans et sur les continents ». Cette étude est une preuve de concept confirmant que la poussière liée au fer peut avoir un impact majeur sur la vie à de grandes distances de sa source.
Référence de l'article :
Bridget Kenlee et al, Long-range transport of dust enhances oceanic iron bioavailability, Frontiers in Marine Science (2024). DOI: 10.3389/fmars.2024.1428621