Production primaire du phytoplancton : vers une diminution globale ?

Le plancton végétal, également appelé phytoplancton, constitue l’ensemble des végétaux microscopiques et unicellulaires qui flottent dans les eaux marines de surface et dérivent au gré des courants. Véritable poumon de notre planète, le phytoplancton transforme le CO2 présent dans l’eau et l’atmosphère en oxygène grâce à la photosynthèse. Il produit ainsi plus de la moitié de l’oxygène que nous respirons ! Par ailleurs, il approvisionne en nourriture la quasi-totalité des animaux marins.

Le phytoplancton, késako ?

Le phytoplancton est formé d’une diversité d’innombrables de microorganismes photosynthétiques qui flottent dans la couche éclairée de l’océan. Ils se divisent en deux grands groupes :

• les cyanobactéries, qui en plus du CO₂, fixent aussi l’azote atmosphérique sous une forme utilisable pour la biosynthèse d’acides aminés et de protéines;
• les algues unicellulaires (diatomées, péridiniens).

La consommation de CO₂ au cours de la photosynthèse fait du phytoplancton un rouage majeur du cycle du carbone.

La source d’approvisionnement de la vie marine

La production primaire phytoplanctonique est la source quasi exclusive de la matière organique qui se trouve à la base des chaînes alimentaires océaniques. En comparaison, elle est aussi indispensable au développement des animaux marins (des plus petits herbivores jusqu’aux plus grands carnivores) que  ne l’est la végétation continentale dans le développement des animaux terrestres. Par ailleurs, le phytoplancton produit la moitié de l’oxygène de l’atmosphère de notre planète.

Comment l’observe-t-on ?

La cartographie de la productivité globale des eaux océaniques de surface est réalisée à l’aide de nombreux moyens d’observation et méthodes d’analyse, depuis l’échantillonnage en mer jusqu’à l’analyse de la couleur de l’eau par les satellites. Les résultats révèlent les influences de facteurs physiques (température, éclairement, mouvements des masses d’eau) et biogéochimiques (comme la disponibilité en azote ou en fer).

Le phytoplancton, piège à CO₂

Le phytoplancton est un rouage majeur de deux des trois « pompes » qui régulent l’absorption du CO₂ par les océans :

• la « pompe biologique », qui transforme le CO₂ en O₂ grâce à la photosynthèse et transporte vers l’océan profond la matière organique photosynthétisée dans la couche éclairée
• la « pompe des carbonates », c’est-à-dire la chute de particules calcaires contenant du CO₂, élaborées par le « plancton calcifié » (phytoplancton et petits mollusques pélagiques).

Quant à la 3^e pompe, la « pompe de solubilité », qui entraîne en profondeur des eaux de surface chargées en CO₂ atmosphérique dissous, il s’agit d’un phénomène physique qui n’est pas influencé par la dynamique du phytoplancton.

Production phytoplanctonique : un futur géographiquement contrasté

L’effet indirect du réchauffement et de l’acidification des océans est de diminuer la densité en phytoplancton des eaux de surface et donc d’affaiblir leur mélange avec les eaux plus profondes. Ce renforcement de la « stratification », c’est-à-dire du « découpage » de l’océan en strates aux caractéristiques physiques et biologiques différentes, confinerait le phytoplancton près de la surface et réduirait l’approvisionnement en sels nutritifs indispensables à la production primaire. La  production primaire tendrait donc à diminuer dans les zones tropicales (où les nutriments sont limités), et à augmenter dans les régions tempérées à froides.

Des observations et des simulations à l’échelle de l’océan mondial tendent à conforter cette hypothèse. Ainsi, au rythme actuel des émissions de CO₂ produites par l’homme, la production phytoplanctonique globale pourrait diminuer de près de 10% d’ici à la fin du siècle. Une conséquence possible dans certaines régions océaniques serait une moindre disponibilité de nourriture pour les espèces exploitées par la pêche.