La compréhension des différentes sources et réservoirs de carbone est un axe majeur de la recherche en sciences de la Terre. Les plantes et les animaux utilisent l’élément pour la croissance cellulaire. Il peut être stocké dans les roches et les minéraux ou dans l’océan. Le carbone sous forme de dioxyde de carbone peut se déplacer dans l’atmosphère, où il contribue au réchauffement de la planète.

Une nouvelle étude menée par des chercheurs de la Florida State University a révélé que les plantes et les petits organismes des rivières arctiques pourraient être responsables de plus de la moitié des particules de matière organique qui se déversent dans l’océan Arctique. C’est une proportion nettement plus élevée que celle estimée précédemment, et cela a des implications sur la quantité de carbone séquestrée dans l’océan et sur la quantité qui se déplace dans l’atmosphère.

Les scientifiques mesurent depuis longtemps la matière organique des rivières pour comprendre le cycle du carbone dans les bassins versants. Mais cette recherche, publiée dans Actes de l’Académie nationale des sciencesmontre que les organismes des principaux fleuves de l’Arctique contribuent de manière cruciale à l’exportation de carbone, représentant environ 40 à 60 % de la matière organique particulaire – de minuscules fragments d’organismes en décomposition – qui se déversent dans l’océan.

« Lorsque les gens pensaient à ces grands fleuves arctiques et à de nombreux autres fleuves dans le monde, ils avaient tendance à les considérer comme des égouts de la terre, exportant les déchets de la production primaire et de la décomposition sur terre », a déclaré Rob Spencer, professeur au Département de la Terre. , Sciences océaniques et atmosphériques. « Cette étude met en évidence qu’il y a beaucoup de vie dans ces rivières elles-mêmes et qu’une grande partie de la matière organique qui est exportée provient de la production dans les rivières. »

Les scientifiques étudient le carbone exporté par les voies navigables pour mieux comprendre comment l’élément se déplace dans l’environnement. Au fur et à mesure que la matière organique terrestre se décompose, elle peut se déplacer dans les rivières, qui à leur tour se déversent dans l’océan. Une partie de ce carbone soutient la vie marine, et une partie coule au fond de l’océan, où elle est enfouie dans les sédiments.

Les chercheurs ont examiné les six principaux fleuves qui coulent dans l’océan Arctique : le Yukon et le Mackenzie en Amérique du Nord, et l’Ob’, le Yenisey, le Lena et la Kolyma en Russie. À l’aide de données recueillies sur près d’une décennie, ils ont construit des modèles qui utilisaient les signatures isotopiques stables et radioactives du carbone et les rapports carbone-azote de la matière organique particulaire pour déterminer la contribution des sources possibles à la chimie de chaque rivière.

Toutes les matières organiques particulaires ne sont pas créées égales Le carbone des sols qui est emporté en aval est plus susceptible d’être enfoui dans l’océan que le carbone produit dans une rivière. Ce carbone est plus susceptible de rester flottant dans l’océan, d’y être mangé par des organismes et finalement expiré sous forme de dioxyde de carbone.

« C’est comme la différence entre une frite et une tige de brocoli », a déclaré l’auteur principal Megan Behnke, une ancienne doctorante de la FSU qui est maintenant chercheuse à l’Université d’Alaska, dans le sud-est. « Ce brocoli va rester entreposé dans votre congélateur, mais les frites sont beaucoup plus susceptibles d’être mangées. »

Cela signifie qu’une petite augmentation de la biomasse d’une rivière pourrait être équivalente à une plus grande augmentation de la matière organique provenant de la terre. Si le carbone contenu dans cette matière organique se déplaçait dans l’atmosphère, cela affecterait le rythme du cycle du carbone et les changements climatiques associés dans l’Arctique.

« En tant que scientifique ou chercheur, je suis toujours excité lorsque nous découvrons de nouvelles choses, et cette étude a révélé quelque chose de nouveau dans la façon dont ces grands fleuves arctiques fonctionnent et comment ils exportent du carbone vers l’océan », a déclaré Spencer. « Nous devons comprendre le cycle moderne du carbone si nous voulons vraiment commencer à comprendre et à prédire comment il va changer. C’est vraiment pertinent pour l’Arctique à la vitesse à laquelle il se réchauffe et en raison des vastes réserves de carbone qu’il contient. . »

L’étude était une entreprise internationale impliquant des chercheurs de dix institutions différentes.

« Cette vision panarctique de la science est plus importante que jamais », a déclaré Behnke. « Les changements qui se produisent sont bien plus importants qu’une seule institution dans un pays, et nous avons besoin de ces collaborations de longue date. Il est extrêmement important de continuer. »

Les co-auteurs de l’article comprenaient Suzanne E. Tank, Université de l’Alberta; James W. McClelland, Université du Texas ; Robert M. Holmes et Anya Suslova, Centre de recherche sur le climat de Woodwell ; Negar Haghipour et Timothy I. Eglinton, ETH Zurich; Peter A. Raymond, Université Yale; Alexander V. Zhulidov et Tatiana Gurtovaya, Centre de Russie du Sud pour la préparation et la mise en œuvre de projets internationaux ; Nikita Zimov et Sergey Zimov, Académie russe des sciences ; Edda A. Mutter, Conseil intertribal du bassin versant du fleuve Yukon; et Edwin Amos, Centre de recherche de l’Arctique de l’Ouest.

Cette recherche a été soutenue par la National Science Foundation grâce à des subventions pour l’Arctic Great Rivers Observatory.