Astronomie, Satellite, Espace

Le phytoplancton fleurit de l'espace



La croissance explosive du phytoplancton se propage à travers des centaines de kilomètres d'océan.


Cette image est une vue satellite d'une floraison de phytoplancton qui s'est développée dans l'océan Atlantique au large des côtes de la Namibie en 2008. La floraison est apparue pour la première fois vers le 28 octobre et a commencé à se dissiper le 14 novembre. La floraison typique de phytoplancton ne dure que quelques semaines ou moins. . Les proliférations sont fréquentes par rapport au coût de la Namibie car les courants océaniques profonds fournissent des eaux froides et riches en nutriments de l'océan Austral près de l'Antarctique. Les courants rencontrent le plateau continental et l'eau est poussée vers le haut de la pente continentale vers la surface. Souvent, les fleurs prolifèrent de manière si agressive que la décomposition des corps de plancton décédés consomme tellement d'oxygène qu'une "zone morte" se développe dans ces zones. Cette image satellite a été préparée par l'Observatoire de la Terre de la NASA. 1

Phytoplancton au microscope: Cette photographie montre de nombreux types d'organismes microscopiques de type végétal appelés diatomées. Les diatomées sont un membre commun des populations de phytoplancton qui vivent et dérivent dans les eaux ensoleillées de la surface de l'océan. Beaucoup d'entre eux ont une mince coquille de silice, appelée «test», et contiennent de la chlorophylle. Pendant une floraison, des milliards de diatomées dans l'eau la font apparaître de couleur vert bleuâtre à vert. À leur mort, leur corps s'enfonce au fond et apporte de la silice et du carbone organique aux sédiments du fond. 2

Qu'est-ce qu'une floraison de phytoplancton?

Le phytoplancton est un organisme microscopique semblable à une plante qui se développe, se multiplie et dérive dans les eaux de surface éclairées par le soleil de la plupart des plans d'eau de la Terre. Le nom «phytoplancton» est une combinaison de deux mots grecs: «phyton» (qui signifie «plante») et «planktos» (qui signifie «dériveur»).

Le phytoplancton occupe la base de la chaîne alimentaire de l'océan. La plupart d'entre eux contiennent de la chlorophylle et produisent de l'énergie à partir de la photosynthèse. Lorsqu'elle est présente en fortes concentrations dans l'eau, la chlorophylle dans leur corps donne à l'eau une couleur verte. D'autres phytoplancton sécrètent du matériel squelettique composé de carbonate de calcium. En fortes concentrations, ceux-ci peuvent conférer une couleur turquoise clair à l'eau.

Normalement, le phytoplancton est présent et abondant dans les eaux de surface éclairées par le soleil, mais il est généralement inaperçu par les personnes à terre, passant par des bateaux ou survolant par avion. Cependant, lorsque les conditions de température, d'ensoleillement et de composition de l'eau sont parfaites, la croissance et la procréation explosives augmentent leur nombre de façon exponentielle. Ces périodes de croissance explosive produisent une couleur verte ou turquoise dans et sur l'eau, connue sous le nom de «floraison du phytoplancton».

Le 29 mai 2017, le Danube, le Dniepr et d'autres cours d'eau qui se jettent dans la mer Noire ont inondé et débordé leurs rives sur les terres agricoles. Les eaux des ruisseaux ont ramassé la terre végétale, les sédiments de surface, les engrais et les déchets animaux, et les ont transportés dans la mer Noire. Cette poussée de fer dissous, d'azote et de phosphate dans ces eaux a déclenché une croissance explosive de phytoplancton dans la mer, produisant les nombreuses efflorescences visibles sur l'image satellite ci-dessus. Cette image satellite de la NASA a été préparée par Norman Kuring. 4

Phytoplancton au microscope: Cette photographie montre un coccolithophore, un organisme unicellulaire semblable à une plante qui vit une vie planctonique dans les eaux peu profondes et ensoleillées de l'océan ou d'autres plans d'eau. Les coccolithophores sécrètent et s'entourent jusqu'à trente écailles en forme de plaques composées de carbonate de calcium, qui ne mesurent chacune que quelques microns de diamètre. Pendant une floraison, des milliards de coccolithophores à la dérive peuvent donner à l'eau une couleur turquoise très claire lorsque le soleil frappe et se reflète sur leurs écailles. Quand ils meurent, leur corps s'enfonce au fond et apporte du carbonate de calcium aux sédiments du fond. 3 Image Creative Commons par Hannes Grobe.

L'importance du phytoplancton

Le minuscule phytoplancton contribue de façon importante à la couverture sédimentaire dans de nombreuses parties des océans de la Terre. Ils jouent également un rôle important dans la modération de la teneur en dioxyde de carbone de l'atmosphère terrestre. Le phytoplancton absorbe le dioxyde de carbone dissous de l'eau de mer et libère de l'oxygène par photosynthèse.

Quand ils meurent, leur corps tombe au fond de l'océan et s'accumule sous forme de matière organique à grain fin connue sous le nom de suint. Les accumulations de diatomées créent un limon riche en silice qui pourrait former une roche sédimentaire connue sous le nom de diatomite. Les accumulations de coccolithophore créent un limon riche en carbonate de calcium qui pourrait former une roche sédimentaire connue sous le nom de craie.

Les deux types de phytoplancton contribuent au dioxyde de carbone dissous dans les eaux profondes des océans et au carbone dérivé organique dans la masse sédimentaire. Ce carbone peut être emprisonné dans les eaux profondes des océans et les sédiments des fonds marins pendant des millions d'années. En conséquence, l'océan devient un puits de carbone. De cette façon, le phytoplancton élimine le dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre, des eaux proches de la surface et l'empêche de pénétrer dans l'atmosphère. Cette élimination du carbone aide à réguler la teneur en dioxyde de carbone de l'atmosphère et, à travers cela, régule les températures mondiales.

Image satellite d'une floraison de phytoplancton qui s'est formée au large de la côte est de la Nouvelle-Zélande. Cette floraison s'est développée de façon explosive entre le 11 octobre et le 25 octobre 2009. Une compétition entre vents et courants a transporté le plancton sur des centaines de kilomètres de la surface de l'océan pour former des tourbillons et des motifs complexes. La floraison contenait tellement d'organismes microscopiques qu'elle pouvait être clairement vue de l'espace. Cette image satellite de la NASA a été préparée par Robert Simmon et Jesse Allen. 5

Informations sur le phytoplancton
1 Phytoplankton Bloom Off Namibia un article sur le site Web de l'Observatoire de la Terre de la NASA, consulté en janvier 2019.
2 Diatoms Through the Microscope, une photographie du domaine public de Gordon T. Taylor de l'Université de Stony Brook et distribuée via Wikimedia, consultée en janvier 2019.
3 Qu'est-ce qu'un coccolithophore? par John Weier, un article sur le site Web de l'Observatoire de la Terre de la NASA, consulté en janvier 2019.
4 Turquoise Swirls in the Black Sea par Kathryn Hansen, Pola Lem et Norman Kuring, un article sur le site Web de l'Observatoire de la Terre de la NASA, consulté en janvier 2019.
5 Qu'est-ce que le phytoplancton? par Rebecca Lindsey et Michon Scott, un article sur le site Web de l'Observatoire de la Terre de la NASA, consulté en janvier 2019.
6 Phytoplancton fleurit au large du New Jersey par Kathryn Hansen et Jeff Schmaltz, un article sur le site Web de l'Observatoire de la Terre de la NASA, consulté en janvier 2019.
7 Bloom in the Ross Sea par Mike Carlowicz, Hugh Powell et Norman Kuring, un article sur le site Web de l'Observatoire de la Terre de la NASA, consulté en janvier 2019.
8 Bloom in the English Channel par Steve Groom, Plymouth Marine Laboratory, une image du domaine public hébergée par Wikimedia, consultée en février 2019.
9 Bloom in the Barents Sea par Mike Carlowicz, Holli Riebeek, Barney Balch, Norman Kuring et Sergio Signorini, un article sur le site Web de l'Observatoire de la Terre de la NASA, consulté en février 2019.

Où se produisent les proliférations de phytoplancton?

Les efflorescences de phytoplancton sont les plus fréquentes dans les eaux où la population marine est florissante et où les nutriments abondants nécessaires à la croissance du phytoplancton sont ajoutés dans un ruisseau continu ou dans les vagues. Ce sont souvent des zones le long des bords des continents où les nutriments sont fournis par le ruissellement des rivières, ou où les eaux froides riches en nutriments des profondeurs océaniques remontent à la surface. Les proliférations peuvent également se produire dans les plans d'eau douce et sont souvent déclenchées par le ruissellement agricole. Lorsque les conditions sont parfaites, l'abondance de nutriments alimente la croissance explosive du plancton en une floraison.

Une floraison inhabituelle de phytoplancton s'est produite dans l'océan Atlantique au large des côtes du New Jersey le 6 juillet 2016. Cette floraison a reçu des nutriments provenant d'un processus appelé «remontée d'eau». Des vents forts et persistants, soufflant du continent et vers l'est, ont emporté les eaux de surface loin de la côte. Cela a amené des eaux froides et riches en nutriments sur le versant continental pour remplacer les eaux qui ont été projetées en mer. Le résultat a été une prolifération de phytoplancton près des côtes. Des floraisons similaires se produisent périodiquement le long de la côte atlantique en été. Cette image satellite de la NASA a été préparée par Jeff Schmaltz. 6

Cette image satellite montre une floraison de phytoplancton dans la mer de Ross, en Antarctique. Chaque printemps, alors que le soleil se lève assez haut dans le ciel de l'hémisphère sud, suffisamment d'énergie solaire frappe la mer de Ross pour déclencher une explosion de phytoplancton. C'est un moment où tout ce qui vit autour de la mer de Ross commence une fête annuelle. Le krill se nourrit du phytoplancton, les poissons se nourrissent du krill, les pingouins se nourrissent des poissons et les orques se nourrissent des pingouins. La chaîne alimentaire explose depuis sa base. Cette image satellite de la NASA a été préparée par Norman Kuring. 6

Cette image satellite montre une floraison blanc laiteux de phytoplancton dans la Manche au large de la pointe sud-ouest de l'Angleterre. Ce panache a été capturé dans une image Landsat le 24 juillet 1999. Il est remarquable en raison de sa couleur turquoise laiteuse, qui est le résultat de la lumière du soleil réfléchie par des milliards d'écailles de coccolithophore (Emiliania huxleyi), qui sont composées de carbonate de calcium blanc. Cette image Landsat a été préparée par Steve Groom du Plymouth Marine Laboratory. 8

Cette image satellite montre une floraison de phytoplancton dans la mer de Barents au large des côtes du nord de la Norvège et du nord-ouest de la Russie le 14 août 2011. Chaque printemps, les fleurs de plancton s'étendent sur des centaines de kilomètres à travers ces côtes. Les proliférations sont déclenchées par le ruissellement printanier, mais plus important encore par les périodes de 24 heures de soleil qui se produisent chaque printemps. Les variations de couleur dans le panache sont causées par différentes profondeurs d'eau (les coccolithophores dans le panache peuvent vivre à des profondeurs allant jusqu'à 50 mètres sous la surface) et différentes concentrations de phytoplancton. Les motifs du panache sont causés par les changements de vent et l'action actuelle. Dans cette partie de l'océan Arctique, les efflorescences de diatomées atteignent généralement leur pic en mai et les efflorescences de coccolithophores en juin. Cette image de la NASA a été préparée par Jeff Schmaltz. 9