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La poussière peut nourrir plus de vie dans un océan plus chaud

Révision: Félix ‐ Bermúdez, Armando, et al. «La température de surface de la mer affecte-t-elle la solubilité du fer dans la poussière minérale? Le golfe de Californie comme étude de cas. » Journal of Geophysical Research: Océans: e2019JC015999.

L'hématite est un type de minéral riche en fer dans la croûte terrestre qui est extrait de partout dans le monde pour le fer. (Image de flickr)

Le fer est un minéral dont nous avons tous besoin pour mener une vie saine, en particulier pour fabriquer des cellules qui transportent l'oxygène vers nos cœurs et nos muscles. Et tout comme nous avons besoin de fer dans notre alimentation, les microbes océaniques ont également besoin de fer pour se développer. Alors que nous tirons tout le fer dont nous avons besoin de la nourriture, les microbes océaniques doivent rechercher du fer dissous dans l'eau de mer environnante. Une des principales sources de fer dans l'océan est la poussière de terre. La croûte terrestre est constituée de minéraux riches en fer, et la poussière minérale provenant de la terre peut voyager jusqu’à l’océan par le vent. Mais lorsque la poussière tombe à la surface de l'océan, seule une partie de celle-ci se dissout dans l'eau de mer pour libérer du fer, tandis que le reste s'enfonce au fond de l'océan.

La «solubilité» de la poussière (ou la capacité de la poussière à se dissoudre) dans l'eau de mer peut varier considérablement: parfois moins d'un centième de poussière se dissoudra dans l'eau de mer, ou à d'autres moments jusqu'à 95% de la poussière se dissoudra. Cette large gamme de solubilité de la poussière résulte d'une série de facteurs, tels que les minéraux de la poussière, la taille des grains de poussière, la quantité de poussière et l'acidité et la température de l'eau de mer de surface. Un groupe de scientifiques s'est attaché à comprendre comment la température de surface de la mer (SST) contrôle la solubilité des poussières dans le golfe de Californie.

Le golfe de Californie reçoit beaucoup de poussière soufflée par le vent des zones environnantes telles que la péninsule de Basse-Californie et le sud-ouest de l'Arizona. Les eaux de surface du golfe de Californie connaissent également d'importants changements saisonniers de température, avec une fourchette de 12 ° C (ou 22 ° F) entre l'été et l'hiver. Dans cette étude, l'équipe de recherche a collecté de l'eau de mer du golfe de Californie, a conservé la moitié de l'eau de mer à une température «d'été» (28,9 ° C) et l'autre moitié à une température «hivernale» (16,8 ° C), puis a ajouté de la poussière des sols de Baja California et observé la quantité de poussière dissoute dans l'eau de mer au fil du temps pendant une semaine.

Tempête de poussière du Mexique et de la péninsule de Baja California qui souffle dans le golfe de Californie. (Image de la NASA avec la permission de Jeff Schmaltz)

Température de surface de la mer en juillet 2019 (à gauche) et janvier 2019 (à droite). Les images ont été obtenues à partir de la NASA Ocean Color

L'équipe de recherche a constaté que la poussière se dissout jusqu'à 24 fois plus dans l'eau de mer «d'été» plus chaude. Au cours de la semaine, ils ont constaté que la solubilité de la poussière continuait d'augmenter avec le temps dans les eaux chaudes (jusqu'à 5% de la poussière ajoutée à l'eau de mer se dissolvant et libérant du fer), alors qu'elle diminuait avec le temps dans les eaux froides.

L'équipe a également ajouté différentes quantités de poussière dans les eaux pour constater que la solubilité du fer est jusqu'à 13 fois plus élevée lorsqu'une petite quantité de poussière est ajoutée à l'eau de mer. Cela peut sembler contre-intuitif au début, car on peut s'attendre à trouver plus de fer dissous dans l'eau de mer lorsque plus de poussière (et de minéraux contenant du fer) sont ajoutés à l'eau de mer, mais cela se produit en raison d'un processus appelé «récupération». Ce terme fait référence à un processus au cours duquel des produits chimiques dissous dans l'océan (par exemple des métaux comme le fer, le cuivre et l'aluminium) collent à la surface des particules à la surface de l'océan et coulent dans l'océan profond. Lorsqu'une plus grande quantité de poussière pénètre à la surface de l'océan, il y a plus de particules auxquelles le fer peut adhérer. Au fur et à mesure que ces particules deviennent plus lourdes et coulent, le fer dissous est éliminé de la surface, laissant moins de fer dissous disponible dans les eaux de surface pour les microbes.

Bien que cette étude se concentre spécifiquement sur le golfe de Californie, la différence de 12 ° C des températures de surface de la mer en été et en hiver est également observée dans d'autres parties de l'océan, comme la mer Méditerranée, la mer Rouge et le golfe Persique. L'équipe de recherche suggère que des études futures dans différentes zones de l'océan mondial seraient utiles pour déterminer si la relation entre la solubilité des poussières et la température de l'eau de mer s'applique à l'océan mondial. Si cette relation se révèle être une tendance mondiale, un futur réchauffement océanique pourrait faire face à des changements dans la solubilité de la poussière et du fer, affecter la croissance des microbes océaniques qui dépendent de l'approvisionnement en fer provenant de la poussière, et éventuellement toute la vie marine qui se nourrit des microbes.

Je suis doctorant en océanographie chimique à l'Université de Washington. J'étudie comment différentes formes de métaux dans l'océan façonnent les communautés microbiennes dans l'océan Pacifique Nord. Quand je ne travaille pas, j’aime me promener, visiter les marchés de producteurs et jouer du clavier.

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