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6 janvier 2020
Les aérosols riches en fer des incendies de 2019-2020 ont fertilisé d’énormes populations de phytoplancton dans l’extrême sud du Pacifique.
Les incendies de forêt catastrophiques qui ont brûlé les forêts d’eucalyptus dans le sud et l’est de l’Australie au cours de l’été 2019-2020 étaient sans précédent par leur ampleur et leur intensité. Commencé en octobre 2019 et brûlant jusqu’en janvier 2020, ils ont brûlé des millions d’hectares et tué ou déplacé un estimé à 3 milliards d’animaux. Les incendies ont émis de grandes quantités de dioxyde de carbone et panaches de fumée pour enregistrer les hauteurs.
Cet été enfumé a également affecté les écosystèmes marins à des milliers de kilomètres, selon de nouvelles recherches combinant des données satellitaires et des mesures de surface. De décembre 2019 à mars 2020, le dépôt d’aérosols émis par les incendies a déclenché des proliférations de phytoplancton dans les eaux normalement limitées en fer du Pacifique Sud et de l’océan Austral. Ensemble, la superficie de ces fleurs dépassait la taille de l’Australie.
L’image ci-dessus, acquise le 6 janvier 2020, par le satellite japonais Himawari-8, montre le panache de fumée et de cendres s’échappant des incendies sur la côte sud-est de l’Australie. À mesure que le climat mondial se réchauffe, ces incendies devraient augmenter en fréquence et en intensité, libérant plus de dioxyde de carbone, ce qui alimente davantage le changement climatique.
Il est important de comprendre les effets de tels incendies, non seulement sur les écosystèmes locaux mais aussi sur les écosystèmes lointains, ont noté le biogéochimiste marin Weiyi Tang de Princeton et le biogéochimiste Nicolas Cassar de l’Université Duke, principaux auteurs de la étudier. “Le fait que les incendies et les efflorescences aient été sans précédent dans l’enregistrement satellite nous a initialement donné une idée qu’ils pourraient être connectés”, a déclaré Cassar.
Pour quantifier les aérosols émis par les incendies, l’équipe a examiné les données de profondeur optique des aérosols (AOD) du Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS), qui sont basées en partie sur des mesures du spectroradiomètre imageur à résolution modérée (MODIS) sur Nasades satellites Terra et Aqua. Dans le spectre visible, l’AOD fournit une mesure de la quantité de poussière du désert, de sel marin, de sulfate, de matière organique et de carbone noir dans une colonne d’air. Les chercheurs se sont spécifiquement penchés sur le noir de carbone AOD comme indicateur des aérosols des feux de forêt. Tang, Cassar et leurs collègues ont découvert que les émissions de carbone noir provenaient principalement des incendies de forêt dans le sud et l’est de l’Australie et se sont propagées dans le vaste Pacifique Sud en quelques jours.
2019 – 2020
L’équipe a également examiné les concentrations de chlorophylle enregistrées par l’initiative Ocean Color Climate Change de l’Agence spatiale européenne. L’OCCI fusionne les données du spectromètre imageur à moyenne résolution (MERIS) sur Envisat, Terra MODIS, la suite de radiomètres d’imagerie infrarouge visible (VIIRS) et le capteur Sea-viewing Wide Field-of-view (SeaWiFS).
Les cartes ci-dessus montrent les niveaux mensuels d’aérosols (à gauche) et les anomalies de chlorophylle (à droite) de novembre 2019 à février 2020. Les chercheurs ont identifié deux régions au sud et à l’est de l’Australie où les concentrations de chlorophylle étaient le double des niveaux saisonniers normaux – des valeurs jamais observées auparavant dans le Record satellitaire de 22 ans. Ces anomalies de la chlorophylle se sont produites quelques jours à quelques semaines après les pics des aérosols de carbone noir. Dans ces deux régions, les valeurs d’aérosols de carbone noir étaient également de 300 % supérieures à la normale, un niveau sans précédent dans le record d’aérosols de 17 ans.
Alors que les panaches de feux de forêt s’échappaient du continent australien, ils sont passés au-dessus d’une station d’échantillonnage de l’air au sommet du mont Wellington en Tasmanie. Les analyses d’échantillons d’aérosols en suspension dans l’air ont révélé la présence de fer et d’une molécule de saccharide appelée lévoglucosan qui se forme lorsque la cellulose brûle, preuve directe que les aérosols provenaient des incendies de forêt. Sous le vent, Argo flotte dans l’océan a également détecté des niveaux élevés de chlorophylle dans les zones de floraison, affirmant que le signal satellite de chlorophylle était réel.
Le lien entre les aérosols de fumée et le bloom a également été corroboré par un modèle qui a calculé les trajectoires des particules d’air sortant du feu. “La profondeur optique des aérosols et les trajectoires modélisées des masses d’air ont confirmé que les proliférations d’algues se trouvaient sur le chemin des aérosols des incendies de forêt”, a déclaré Cassar.
L’équipe s’est même demandé si la variabilité naturelle de l’océan, telle que le dipôle de l’océan Indien, le mode annulaire austral ou l’oscillation australe El Niño, pouvait expliquer l’afflux de nutriments alimentant la floraison. “Il n’y avait rien qui puisse expliquer les observations que nous avons faites”, a déclaré Tang. “Il s’avère que la variabilité naturelle était relativement faible par rapport à ce que nous avons observé.”
4 janvier 2020
Dans un papier connexe, une autre équipe de recherche a rapporté que les incendies de 2019-2020 ont émis plus de deux fois le dioxyde de carbone précédemment estimé, une ampleur dépassant les émissions annuelles de dioxyde de carbone de l’Australie provenant des incendies et des combustibles fossiles. La prolifération de phytoplancton a initialement absorbé une grande partie de ce dioxyde de carbone, mais son sort ultime, par exemple, s’il a été respiré à la surface ou exporté vers les profondeurs de l’océan, n’est pas encore connu. “Pour nous, le Saint Graal est de déterminer dans quelle mesure cette floraison a compensé les émissions de carbone associées aux incendies de forêt en Australie”, a déclaré Cassar.
Élucider les liens entre les incendies de forêt, le dioxyde de carbone atmosphérique et les écosystèmes marins pourrait aider à améliorer les modèles mondiaux du cycle du carbone. “Nous nous sommes concentrés sur les incendies de forêt australiens parce qu’ils étaient vraiment de taille unique, mais je pense que cela vaut également la peine d’examiner d’autres incendies de forêt, notamment en Californie et dans d’autres régions du monde”, a noté Cassar. “Et si c’est important, à l’échelle mondiale, alors il doit être mieux représenté dans les modèles du système Terre.”
Images de l’Observatoire de la Terre de la NASA par Joshua Stevens, utilisant des données gracieusement fournies par Tang, W., et al. (2021), y compris les données de l’Agence spatiale européenne et les données MODIS de la NASA EOSDIS LANCE et GIBS/Worldview. Images d’Himawari avec l’aimable autorisation de l’Agence météorologique japonaise.
