Par Domitille Louchar et Mar Benavides de l’Institut de Recherche pour le Développement pour The Conversation
Les océans couvrent plus de 70% de la surface de la Terre et jouent un rôle crucial dans l’absorption du CO2 de l’atmosphère. Les estimations suggèrent qu’environ un tiers des émissions de CO2 générées par l’activité humaine depuis la révolution industrielle auraient été absorbées par les océans, principalement grâce aux microalgues. Comprendre les mécanismes des processus associés pour mieux les prévoir est un véritable enjeu dans le contexte du changement climatique.
Les mers et les océans sont de très grands puits de carbone pour la planète, capables d’absorber le dioxyde de carbone de l’atmosphère et de le stocker pour plusieurs années. Les scientifiques estiment que depuis l’ère industrielle, environ 30% du dioxyde de carbone de l’atmosphère dû à nos énergies fossiles aurait été absorbé par l’océan.
Ce phénomène est en grande partie possible grâce au phytoplancton. Grâce à la lumière et aux nutriments, ces plantes microscopiques absorbent le dioxyde de carbone et libèrent de l’oxygène par photosynthèse. Or elles trouvent rarement simultanément lumière et nutriments en quantité suffisante dans l’océan : dans les couches de surface, elles manquent généralement de nutriments et plus en profondeur, elles manquent de lumière.
Mieux connaître les processus biologiques et physiques impliqués dans l’absorption du CO2 est crucial pour comprendre le rôle de l’océan dans le système climatique global et mieux appréhender les bouleversements induits par le changement climatique.
Pour cela, les modèles numériques sont parmi les outils récents les plus innovants et les plus utilisés. Ils permettent la représentation du climat sur une Terre virtuelle et sur de longues échelles de temps en explorant les climats passés, en analysant le climat actuel et en tentant de prédire les climats.
Modéliser les océans, un exercice difficile
Ces modèles reposent sur une série d’équations qui gouvernent les principaux phénomènes physiques, chimiques et biologiques influençant le climat terrestre. La difficulté de représenter ces phénomènes repose sur la complexité des processus physiques et biologiques à simuler et leurs interactions.
Du côté de la physique de l’océan, les équations sont assez bien connues et définies. Pour les aspects biologiques, cependant, de nombreuses questions persistent sur la façon de formaliser et de simplifier au mieux des processus d’une grande complexité, mettant en jeu notamment le phytoplancton.
Lien vers notre article sur le programme MEDIATION : un jumeau numérique robuste et efficace de l’océan