Dans la mer de Weddell, en Antarctique, l’eau dense qui plonge pour former l’eau de fond antarctique emporte vers l’océan profond une matière organique dissoute presque inchangée, alors même que le phytoplancton prospère sur le plateau continental. Une équipe internationale incluant l’Institut Alfred Wegener (AWI), en Allemagne, a publié ce résultat dans Nature Communications le 10 novembre 2026. Comme l’eau séjourne 6 à 12 ans sur le plateau, la matière organique récente est sans doute dégradée par les microbes avant de pouvoir en sortir.
Pourquoi l’eau de fond antarctique est-elle une porte d’entrée du carbone vers les abysses ?
L’eau de fond antarctique est l’eau la plus froide et la plus dense des océans, et l’une des masses d’eau les plus volumineuses. Quand la banquise se forme, l’essentiel du sel est expulsé de la glace, ce qui laisse une eau froide, salée et lourde (communiqué de l’université d’Hokkaido, 2022). En mer de Weddell, l’eau profonde venue du nord remonte sur le plateau, s’alourdit de cette manière, puis plonge vers les abysses. Le carbone dissous descend avec elle, si bien que le plateau sert de porte d’entrée au carbone vers l’océan profond.
Le résumé de l’article rappelle que le volume de l’eau de fond antarctique diminue avec le changement climatique et que la moitié de cette eau se forme en mer de Weddell. Le carbone qui atteint les abysses reste isolé de l’atmosphère pendant des siècles, si bien qu’une baisse de l’eau de fond pourrait peser sur le stockage du carbone en profondeur. L’équipe a voulu vérifier si l’intense activité biologique que l’eau rencontre sur le plateau, avant de plonger, modifie le carbone qu’elle emporte.
Qu’a mesuré l’équipe ?
Le plus grand stock de carbone organique de l’océan est la matière organique dissoute, un mélange de dizaines de milliers de composés dissous dans l’eau de mer. L’équipe l’a étudiée dans de l’eau prélevée lors de deux campagnes du brise-glace de recherche Polarstern de l’AWI.
| Élément | Détails |
|---|---|
| Échantillons | Eau du sud de la mer de Weddell prélevée par le Polarstern (campagnes de 2016 et 2021) |
| Composition moléculaire | Instruments de l’Institut de chimie et de biologie de l’environnement marin (ICBM), université d’Oldenbourg |
| Âge du carbone | Installation MICADAS (Mini Carbon Dating System) de l’AWI |
| Fraction dont les propriétés moléculaires ont été étudiées | Matière organique dissoute extractible en phase solide (SPE-DOM), selon le résumé |
MICADAS date le carbone grâce au radiocarbone. La datation au radiocarbone apparaissait aussi dans notre article sur les couches cachées de séismes dans la boue de la fosse de Kumano. Le premier auteur, Gonzalo V. Gomez-Saez, a travaillé à l’AWI et dirige aujourd’hui un groupe de recherche Emmy Noether de la DFG à l’université Louis-et-Maximilien de Munich (LMU).
Pourquoi les efflorescences de plancton ne laissent-elles presque aucune trace ?
L’eau dense de la mer de Weddell reste 6 à 12 ans sur le plateau et circule pendant ce temps dans la cavité sous la plate-forme de glace de Filchner-Ronne. Selon l’équipe, au cours de ce long séjour, le carbone produit en surface est dégradé par les microbes et ramené à l’état de carbone inorganique dissous avant que l’eau ne quitte le plateau. Cette explication répond à un résultat contraire aux attentes. Avec les intenses efflorescences saisonnières de phytoplancton sur le plateau, on s’attendait à ce que la matière organique fraîche et facilement dégradable laisse une marque moléculaire dans l’eau qui plonge. Les mesures ont montré que la quantité et la composition de la matière organique dissoute partant vers les grands fonds avaient à peine changé.
« Notre étude révèle que les propriétés moléculaires de la matière organique dissoute sont conservées pendant la formation des eaux profondes dans le sud de la mer de Weddell. »
— Gonzalo V. Gomez-Saez (LMU Munich, premier auteur)
Le résumé en conclut que la signature dominante de la matière organique dissoute extractible en phase solide (SPE-DOM) dans l’eau profonde de la mer de Weddell est déjà fixée avant que l’eau dense venue du plateau ne se mélange aux eaux plus chaudes du large.
Combien de carbone passe chaque année de la mer de Weddell à l’eau de fond antarctique ?
Le résumé estime que 0,155 ± 0,03 pétagramme de carbone passe chaque année de la mer de Weddell à l’eau de fond antarctique. Un pétagramme valant 1 milliard de tonnes, cela représente environ 155 millions de tonnes. L’estimation ne concerne que ce qui entre dans l’eau de fond antarctique depuis la mer de Weddell, et non l’océan entier. Ce chiffre ne figure pas dans le communiqué de l’AWI ; on ne le trouve que dans le résumé.
Le résumé porte sur la matière organique dissoute, mais il ne précise pas si les 0,155 pétagramme concernent le seul carbone organique dissous ou incluent d’autres formes de carbone. Nous n’avons pas pu obtenir l’article complet et n’avons donc pas pu le vérifier. Selon le résumé, les propriétés moléculaires ont été étudiées sur la fraction extractible de l’eau de mer par extraction en phase solide (SPE-DOM).
Que change le réchauffement quand il atteint le plateau antarctique ?
Selon le communiqué, la réponse dépend de la forme du carbone. Classées par forme, les choses se présentent ainsi.
| Forme du carbone | Ce que montre l’étude | Réaction au réchauffement (communiqué) |
|---|---|---|
| Matière organique dissoute | Quantité et composition presque inchangées sur le plateau | Peut-être largement épargnée |
| Particules organiques qui sombrent vers le fond | Non étudiées ici | Réaction peut-être plus forte |
| Carbone inorganique dissous | La matière organique récente y est sans doute reminéralisée | Réaction peut-être plus forte |
Les particules et le carbone inorganique pourraient réagir plus fortement aux changements de température, de banquise et de vie marine. Sur le réservoir de matière organique dissoute, Moritz Holtappels, biogéochimiste à l’AWI, déclare :
« Le réchauffement climatique atteint désormais les mers du plateau antarctique. Si le grand réservoir de matière organique dissoute est à peine affecté par les processus sur le plateau, cela suggère que ce réservoir de carbone pourrait rester largement épargné par le changement climatique dans cette région. »
— Moritz Holtappels (biogéochimiste, AWI)
La circulation du carbone dans l’océan Austral pendant l’hiver antarctique sera étudiée lors d’une expédition du Polarstern en mer de Weddell prévue en 2028. Le communiqué la situe parmi des efforts tels qu’Antarctica InSync, une initiative internationale consacrée à un environnement antarctique en rapide mutation. Elle sera codirigée par Alexander Haumann, océanographe à l’AWI et à la LMU de Munich et coauteur de l’article.
Quel lien avec la recherche antarctique japonaise ?
L’eau de fond antarctique ne se forme qu’en quelques endroits. Un communiqué de l’université d’Hokkaido publié en 2022 cite la mer de Ross, la mer de Weddell et la côte de la Terre Adélie comme les trois grandes régions de formation. En 2013, un groupe de recherche comprenant le professeur Keiichiro Ohshima, de l’université d’Hokkaido, a identifié, dans une annonce commune avec l’Université des sciences et technologies marines de Tokyo et l’Institut national de recherche polaire, la mer au large du cap Darnley, à 1 200 km à l’est de la station japonaise Syowa, comme une quatrième région de formation. Le même communiqué indique que l’eau issue de l’eau de fond antarctique représente 30 à 40 % de toute l’eau de mer de la planète.
La nouvelle étude a examiné ce que l’une de ces régions de formation, la mer de Weddell, envoie vers les abysses sous forme de matière organique. Si c’est la longue durée de séjour sur le plateau qui efface la signature, reste à savoir si des régions où ce séjour est différent donnent d’autres résultats. Ni le résumé ni le communiqué ne disent si la matière organique emportée par l’eau de fond au large du cap Darnley reste elle aussi inchangée. Un autre cas où des communautés des grands fonds étaient plus liées aux masses d’eau qu’à la profondeur figurait dans notre article sur les éponges et coraux profonds au large de l’Alaska.