Des espèces de macroalgues et de zostères génèrent des quantités variables de carbone organique dissous réfractaire dans les littoraux japonais

Pourquoi les plantes sous-marines comptent pour le climat

Le long de nombreuses côtes japonaises, des forêts d’algues et des prairies de zostères retirent silencieusement du dioxyde de carbone du système air–mer et le transforment en matière organique. Cette étude interroge le devenir d’un produit invisible particulier de cette croissance : le carbone organique dissous, un mélange riche en carbone qui s’échappe des tissus végétaux dans l’eau de mer. En suivant quelle part de ce matériel résiste à la dégradation pendant des décennies, les chercheurs montrent que ces plantes côtières contribuent à verrouiller du carbone dans l’océan à des échelles de temps pertinentes pour le climat.

Le carbone caché des algues et des zostères

Les algues et les zostères, appelées ensemble macrophytes marins, n’accumulent pas seulement du carbone dans leurs feuilles et tiges. Elles libèrent en continu une partie de leur production sous forme de carbone organique dissous, qui se mélange aux eaux environnantes et peut être transporté loin du rivage. Jusqu’à présent, les scientifiques ne disposaient que d’estimations approximatives de la part de ce carbone dissous qui persiste dans l’océan plutôt que d’être rapidement décomposée. Cette incertitude a rendu difficile l’évaluation de l’importance de la végétation côtière pour le stockage de carbone à long terme, souvent appelé carbone bleu.

Tester les eaux côtières à travers le Japon

L’équipe a réalisé des expériences de terrain sur 18 sites, depuis les eaux froides du nord jusqu’aux mers subtropicales autour du Japon, en travaillant avec plus de vingt espèces d’algues et six espèces de zostères. Ils ont enfermé des plantes fraîchement collectées dans de grands sacs d’eau dans leur habitat naturel pendant quelques heures pour mesurer combien de carbone dissous elles libéraient et combien elles croissaient par photosynthèse. En moyenne, tant les algues que les zostères libéraient environ un quart à un tiers de leur production quotidienne sous forme de carbone dissous, bien que les espèces et les lieux présentent des variations atteignant deux ordres de grandeur. Les algues rouges et certaines petites espèces foliacées ont montré des fuites particulièrement élevées.

Suivre le carbone dissous sur des mois et des décennies

Pour savoir quelle fraction de ce carbone dissous perdure, les scientifiques ont ensuite incubé l’eau de mer collectée dans l’obscurité à une température stable proche de celle d’une pièce pendant jusqu’à 300 jours. La majeure partie du carbone dissous a disparu au cours des trois premiers mois, mais une fraction substantielle est restée et s’est décomposée très lentement. À l’aide d’une description mathématique appelée modèle de continuum de réactivité, ils ont projeté combien resterait après 25 et 100 ans. Ils estiment qu’environ 25 % du carbone dissous d’origine zostéracée et 14 % de celui d’origine algale pourraient encore être présents après un siècle, ce qui signifie qu’il se comporte comme un réservoir de longue durée à l’échelle humaine.

Ce qui rend une partie du carbone dissous durable

Les chercheurs ont sondé la nature chimique de ce carbone récalcitrant en faisant traverser l’eau par des lumières de différentes couleurs et en analysant la fluorescence résultante, une méthode qui révèle les grandes familles de composés dissous. Les composantes présentant des signaux de type humique, qui ressemblent à des substances foncées d’origine végétale trouvées dans les sols et les rivières, ont eu tendance à augmenter pendant les incubations de plusieurs mois et étaient fortement liées à la quantité de carbone dissous de longue durée. En revanche, les composantes de type protéique ont diminué à mesure que les microbes les consommaient. Des tests supplémentaires exposant les échantillons à la lumière solaire, à des nutriments supplémentaires et à de nouvelles communautés microbiennes ont montré que même lorsque les conditions favorisaient la dégradation, une réserve appréciable de carbone dissous persistait, suggérant que c’est la structure chimique — et pas seulement l’absence de microbes ou de nutriments — qui rend sa décomposition difficile.

Implications pour le stockage du carbone océanique

En combinant les taux de libération mesurés avec les estimations de persistance à l’échelle du siècle, l’équipe a calculé qu’en moyenne, environ 4 % de la production carbonée annuelle des algues et 8 % de celle des zostères peuvent finir comme carbone dissous durable. Ces fractions sont comparables ou supérieures aux estimations antérieures du carbone stocké sous forme de particules sédimentantes provenant des mêmes habitats. En termes simples, les forêts et prairies sous-marines ne piègent pas seulement le carbone dans leurs sédiments ; elles alimentent aussi une réserve de carbone dissous lente qui peut rester dans l’océan pendant des décennies pendant que les courants la transportent. Reconnaître cette voie cachée renforce l’argument en faveur de la protection et de la restauration des herbiers et des lits d’algues dans le cadre de stratégies climatiques plus larges, tout en soulignant la nécessité de mieux suivre la circulation de ce carbone dissous de longue durée dans l’océan global.

Citation: Watanabe, K., Hori, M., Kubo, A. et al. Macroalgal and seagrass species generate variable amounts of recalcitrant dissolved organic carbon in coastal Japan. Commun Earth Environ 7, 456 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03600-1

Mots-clés: carbone bleu, zostère, macroalgues, carbone organique dissous, séchestion du carbone