La fertilisation des océans

 La solution ou le problème ?

Guy Jacques

Un cinquième de l’océan superficiel est riche en sels nutritifs, les «engrais» de la mer, mais il est néanmoins relativement pauvre en plancton végétal. Le manque de fer paraît bien expliquer cette situation paradoxale (voir FAQ Des écosystèmes océaniques anormalement peu productifs : un paradoxe élucidé ?) car l’océan en manque depuis sa précipitation au moment où atmosphère et océan se sont enrichis en oxygène durant le précambrien. 
L’apport de fer à l’océan se réalise grâce aux fleuves, par lessivage des roches et sédiments et par voie atmosphérique. Les fines poussières telluriques arrachées aux déserts par les vents sont transportées en haute altitude et se déposent à des centaines, voire à des milliers de kilomètres de leur origine. Les aérosols sahariens se retrouvent aux Bermudes et ceux du désert de Gobi au milieu du Pacifique. Comme la ceinture des déserts se situe aux latitudes tropicales, cette fertilisation intéresse à la fois les aires HNLC où elle provoque un rehaussement de la production primaire mais aussi les zones carencées en sels nutritifs au centre des circulations anticycloniques océaniques où elle n’a pas d’effet. 

Le rehaussement de la production primaire grâce à ces apports naturels de fer d’origine tellurique ou volcanique a été démontré. Mais ce sont les expériences de fertilisation « grandeur nature », conduites dans les trois grandes aires HNLC (figure 1), qui ont définitivement validé cette hypothèse avancée par John Martin (Réf.). 

Figure 1 : Sites des expériences de fertilisation in situ en fer soluble. 
Les hexagones orange indiquent les zones d’expérimentation. Les surfaces en noir (NO₃ > 2 µmol) et en bleu foncé (> 1) constituent les aires «HNLC».

Devant les conséquences dramatiques du réchauffement climatique, certains se demandent s’il faut se contenter d’une diminution des émissions de gaz à effet de serre ou recourir à la « géoingenierie ». Dans ce domaine, la fertilisation de l’océan par apport de fer tient une place essentielle. C’est sur cette base que le Département américain de l’énergie et plusieurs sociétés (figure 2) proposent une fertilisation des zones HNLC par apport de fer pour lutter contre l’accroissement de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Cet apport pourrait être efficace puisque, lors d’expériences in situ, de 10 000 à 100 000 atomes de carbone gagnent les profondeurs pour chaque atome de fer apporté.

Figure 2 : Exemple d’une société américaine ayant pour objectif de fertiliser l’océan. 
«Through iron-stimulated plankton blooms in the oceans, we are able to generate carbon credits to finance further ecosystem restoration projects».

Même si techniquement et financièrement la fertilisation régulière en fer assimilable d’aires HNLC s’avérait réalisable, nous sommes convaincus qu’il faut renoncer à de telles expériences pour plusieurs raisons :

• d’abord parce que l’abaissement de la pression partielle en CO₂ de l’atmosphère serait seulement, d’après les modèles, de 10 ppmv après 50 ans, le dixième de l’augmentation depuis le début de l’ère industrielle. Cet effet est modeste comparé à la diminution de 100 ppmv entre interglaciaire et glaciaire dont le rehaussement de la production primaire par enrichissement en fer constitue une des explications bien étayée. Pour être efficace en terme de pompage de CO₂, l’élévation de la production primaire doit en effet favoriser les diatomées siliceuses qui, seules, peuvent exporter en profondeur une part notable du carbone organique photosynthétisé. Cela implique un apport d’acide silicique à des concentrations incomparablement supérieures au fer, ce qui techniquement et économiquement paraît insurmontable ; 

• ensuite, parce que les bouleversements biogéochimiques imprévisibles risqueraient de s’enchaîner. Citons la diminution de la teneur en oxygène des eaux intermédiaires et profondes (minéralisation de la matière organique produite en excès) qui aggraverait l’effet de la moindre ventilation des océans par réduction des plongées d’eau liée au réchauffement. Indiquons surtout que l’appauvrissement en sels nutritifs de l’eau antarctique de surface retentirait sur la productivité de l’océan mondial. Sarmiento et al. indiquent que les masses d’eau formées au nord de l’océan Austral (eau antarctique intermédiaire et, surtout, eau modale subantarctique) contrôleraient la teneur en sels nutritifs, donc la productivité, du reste de l’océan ; les trois-quarts de la production au nord de 30° S. Les upwellings des courants de Humboldt et de Benguela qui sont fertilisés par l’apports de ces eaux antarctiques seraient alors privés, quelques centaines d’années après les expériences d’apport de fer, d’une part importante de leur approvisionnement en sels nutritifs.