La vague de chaleur El Niño extrême de 2016 a affaibli l'exportation et la respiration du carbone dans le Pacifique équatorial

Pourquoi une vague de chaleur océanique lointaine nous concerne

Loin des côtes, un puissant épisode d'El Niño en 2016 a transformé une vaste zone du Pacifique tropical en une vague de chaleur sous-marine. Cette étude montre que l'événement n'a pas seulement réchauffé l'eau. Il a perturbé la manière dont de minuscules plantes dérivantes déplacent le carbone de la surface vers l'océan profond, un processus qui aide à empêcher une partie de nos émissions de dioxyde de carbone de revenir dans l'air. En suivant des signaux subtils provenant de satellites, de flotteurs robotisés et de modèles informatiques, les chercheurs dévoilent comment ce réchauffement extrême a fortement affaibli le convoyeur caché du carbone océanique.

Une montée en température dans le Pacifique tropical

El Niño est un mode climatique bien connu dans lequel l'océan Pacifique tropical devient exceptionnellement chaud, remodelant le climat à l'échelle mondiale. L'événement 2015–2016 a été parmi les plus intenses de ce siècle, augmentant la température de surface de la mer dans des parties du Pacifique équatorial central d'environ trois degrés Celsius. Dans de nombreux endroits, cela a poussé les températures au‑dessus du seuil que les scientifiques utilisent pour définir une vague de chaleur marine. Une eau plus chaude signifiait un affaiblissement de l'upwelling d'eaux profondes riches en nutriments, qui alimente normalement les floraisons de plantes microscopiques appelées phytoplancton. Faute de cet apport en nutriments, les eaux de surface sont devenues plus claires et moins productives.

Suivre des particules invisibles jusqu'au grand large

Lorsque le phytoplancton croît, meurt et est consommé, une partie de ses débris s'agrège et coule, emportant le carbone de la couche éclairée vers des profondeurs plus sombres. L'équipe a utilisé un modèle d'écosystème océanique guidé par des images colorimétriques satellitaires pour estimer quelle quantité de carbone s'échappait de la couche de surface bien mélangée. Ils ont combiné cela avec des reconstructions par apprentissage automatique basées sur des milliers de mesures issues des flotteurs Argo qui profilent l'océan. Un ensemble de données suivait comment les particules diffusent la lumière, un bon indicateur des fines particules riches en carbone dans l'eau. Un autre utilisait des mesures d'oxygène pour déduire la respiration de la vie marine lorsqu'elle consomme cette matière organique en train de couler.

Une chute nette du convoyeur biologique du carbone

Les enregistrements combinés de 2002 à 2020 montrent que les années marquées par des conditions fraîches de La Niña tendent à présenter une forte exportation de carbone depuis la surface, tandis que les années chaudes d'El Niño coïncident avec une exportation faible. Au pic de l'El Niño de 2016, l'exportation de carbone estimée dans la région clé Niño 3.4 du Pacifique équatorial a chuté d'environ moitié par rapport à la moyenne à long terme. Les signaux de particules dans la surface océanique ont également diminué, et les estimations basées sur l'oxygène montrent que la respiration entre 100 et 200 mètres de profondeur a aussi décliné, ce qui concorde avec moins de matière organique s'enfonçant pour nourrir la vie en profondeur. Les trois indicateurs ont atteint leurs valeurs minimales les plus marquées durant cet événement, renforçant le portrait d'un ralentissement majeur, quoique temporaire, du transport biologique du carbone vers les profondeurs.

Comment les changements de petits planctons restructurent le transport du carbone

Tous les phytoplanctons ne contribuent pas de la même façon à ce flux de matière qui coule. Les diatomées, grandes et à croissance rapide, qui construisent des coques siliceuses, ont tendance à former des particules lourdes qui coulent rapidement, tandis que des groupes plus petits comme les cyanobactéries coulent lentement et contiennent moins de carbone. Le modèle suggère que pendant les années productives de La Niña, les diatomées constituent une grande part du matériel pâturé par les zooplanctons et transformé en détritus coulants. Pendant El Niño, et particulièrement en 2016, les diatomées ont presque disparu du Pacifique équatorial central, remplacées par des groupes plus petits et à croissance plus lente. Ce changement dans la composition des communautés aide à expliquer pourquoi l'exportation a chuté si fortement et pourquoi la zone de profondeur intermédiaire a vu moins de respiration. L'étude montre aussi que le lien entre conditions d'El Niño et exportation affaiblie est le plus fort dans le Pacifique tropical central et oriental, avec un schéma plus complexe dans d'autres régions océaniques.

Ce que cela signifie pour le bilan carbone de la planète

L'El Niño de 2016 a coïncidé avec une hausse anormalement rapide du dioxyde de carbone atmosphérique, entraînée en grande partie par des changements sur les terres et par une modification des échanges gazeux à la surface de la mer. Ce travail montre qu'à la même période, la pompe biologique qui transporte le carbone de la surface vers l'océan profond dans le Pacifique équatorial a aussi faibli. Cela rend plus difficile pour cette région d'agir comme puits de carbone à long terme, surtout lors d'événements chauds extrêmes qui devraient devenir plus fréquents avec le réchauffement climatique. En termes simples, lorsque le Pacifique tropical se réchauffe et que sa communauté de plancton bascule loin des formes lourdes et à affaissement rapide, moins de carbone est emporté vers les profondeurs, laissant davantage dans l'océan de surface et, en fin de compte, dans l'air que nous respirons.

Citation: Arteaga, L.A., Rousseaux, C.S., Cetinić, I. et al. Extreme 2016 El Niño heatwave weakened carbon export and respiration in the Equatorial Pacific. Commun Earth Environ 7, 404 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03441-y

Mots-clés: El Niño, vague de chaleur marine, Pacifique équatorial, exportation du carbone océanique, phytoplancton