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Le fer est un micronutriment vital pour le maintien de la vie, jouant un rôle crucial dans des processus tels que la respiration, la photosynthèse et la synthèse de l’ADN. Dans les océans actuels, la disponibilité du fer constitue souvent un facteur limitant. En augmentant l’apport de fer dans ces mers, nous pourrions accroître la quantité de carbone fixée par le phytoplancton, avec des implications considérables pour le climat mondial.
Les Chemins du Fer vers Nos Écosystèmes
Les voies par lesquelles le fer pénètre dans les océans et les écosystèmes terrestres sont variées, incluant les rivières, la fonte des glaciers, l’activité hydrothermale et le vent. Cependant, toutes les formes de fer ne sont pas bioreactives, ce qui signifie qu’elles peuvent ne pas être facilement accessibles pour les organismes de leur environnement.
Dr. Jeremy Owens, professeur associé à l’Université d’État de Floride, et co-auteur d’une nouvelle étude publiée dans les Frontiers in Marine Science, a déclaré : « Nous montrons que le fer lié à la poussière du Sahara, transportée vers l’ouest au-dessus de l’Atlantique, possède des propriétés qui varient en fonction de la distance parcourue : plus cette distance est grande, plus le fer devient bioreactif. »
Une Étude Révélatrice sur les Cores Sédimentaires
Owens et ses collègues ont mené une étude révolutionnaire en analysant les niveaux de fer bioreactif et total dans des forages provenant des profondeurs de l’océan Atlantique, collectés par le prestigieux Programme International de Découverte Océanique (IODP). L’IODP a pour noble mission de renforcer notre compréhension des changements climatiques, des phénomènes océaniques, des processus géologiques et de la genèse même de la vie.
Ils ont choisi quatre forages, stratégiquement sélectionnés en fonction de leur proximité avec le célèbre Corridor de Poussières Sahara-Sahel, qui s’étend de la Mauritanie au Tchad, une source cruciale de fer lié à la poussière pour les régions situées sous le vent.
Analyse des Échantillons
Les deux forages les plus proches de ce corridor ont été extraits à environ 200 km et 500 km à l’ouest de la Mauritanie, tandis qu’un troisième a été récupéré au milieu de l’Atlantique et un quatrième à environ 500 km à l’est de la Floride. Les chercheurs ont examiné les couches supérieures de ces forages, fournissant des informations sur les dépôts datant des 120 000 dernières années, remontant jusqu’à la période interglaciaire précédente.
Ils ont analysé avec soin les concentrations totales de fer dans les sédiments et étudié les isotopes de fer à l’aide d’un spectromètre de masse à plasma. Les résultats ont révélé un lien convaincant avec la poussière issue du Sahara.
Transformations Chimiques et Impact Biologique
Les chercheurs ont également employé une série de réactions chimiques pour dévoiler les différentes formes de fer présentes dans les sédiments, telles que le carbonate de fer, la goethite, l’hématite, la magnétite et la pyrite. Ces minéraux, bien que non bioreactifs, sont considérés comme provenant de formes de fer plus bioreactives grâce à des processus géochimiques fascinants sur le fond marin.
« Au lieu de nous concentrer sur la teneur totale en fer comme l’ont fait les études précédentes, nous avons mesuré le fer qui peut se dissoudre facilement dans l’océan et qui peut être accessible aux organismes marins pour leurs voies métaboliques », a expliqué Owens.
Résultats Étonnants et Implications Globales
Les résultats ont mis en lumière un contraste frappant entre les forages les plus à l’ouest et à l’est, avec une proportion nettement plus faible de fer bioreactif dans le premier. Cela suggère que le fer bioreactif est perdu de la poussière et utilisé activement par les organismes dans la colonne d’eau, ne parvenant donc jamais aux sédiments au fond.
Dr. Timothy Lyons, professeur à l’Université de Californie à Riverside et auteur principal de l’étude, a souligné : « Nos résultats suggèrent qu’au cours du transport atmosphérique sur de longues distances, les propriétés minérales de la poussière liée au fer initialement non bioreactive changent, ce qui la rend plus bioreactive. Ce fer est ensuite absorbé par le phytoplancton avant d’atteindre le fond. »
Lyons conclut que « La poussière qui atteint des régions comme le bassin amazonien et les Bahamas pourrait contenir du fer particulièrement soluble et accessible à la vie, grâce à la grande distance parcourue depuis l’Afrique du Nord, entraînant ainsi une exposition prolongée aux processus chimiques atmosphériques. »
Les découvertes soulignent que le fer transporté semble stimuler des processus biologiques de manière similaire à l’effet de la fertilisation au fer, impactant la vie tant dans les océans que sur les continents. Cette étude démontre que la poussière liée au fer peut avoir un effet majeur sur la vie à de vastes distances de sa source.
Référence de l’étude :
Bridget Kenlee, Jeremy D. Owens, Robert Raiswell, Simon W. Poulton, Silke Severmann, Peter M. Sadler, Timothy W. Lyons. Long-range transport of dust enhances oceanic iron bioavailability. Frontiers in Marine Science, 2024; DOI: 10.3389/fmars.2024.1428621