Le phytoplancton de l’éruption du Kilauea (Hawaii) // Phytoplankton of the Kilauea eruption (Hawaii)

Le 3 mai 2018, le volcan Kilauea entrait en éruption à Hawaii. Pendant plusieurs mois, jusqu’au 6 août, le volcan a vomi d’énormes quantités de lave qui ont fini leur course dans l’Océan Pacifique après avoir détruit des centaines de maisons sur leur passage.

Le contact entre la lave et l’eau de mer a provoqué une importante prolifération de phytoplancton. Un banc de 150 km de long est apparu le long de la côte sud de la Grande Ile. Les scientifiques ont recueilli des échantillons et ont découvert qu’ils contenaient des taux très élevés de nitrate, d’acide silicique, de fer et de phosphate susceptible de fertiliser le phytoplancton, ainsi que du fer, du manganèse et du cobalt.
Trois jours après la première entrée de la lave dans l’océan, des images satellites ont montré au large de la Grande Ile d’Hawaï une nappe d’eau de couleur verdâtre, riche en chlorophylle-a, le pigment qui donne leur couleur aux plantes et aux algues. Une fois que la lave a cessé de couler dans l’océan, la nappe d’eau verte s’est dissipée en une semaine.
Alors que la prolifération d’algues était à son maximum, les scientifiques ont analysé l’eau de mer afin de déterminer pourquoi le phytoplancton avait soudainement prospéré. Les résultats de leur travail ont été publiés dans la revue Science.

Les concentrations d’acide silicique et de métaux traces étaient semblables à celles rencontrées dans la lave basaltique du Kilauea. L’équipe scientifique a découvert que le nitrate était le principal moteur de la prolifération du phytoplancton, mais sa source restait un mystère. La lave elle-même ne contient presque pas d’azote pour permettre aux microbes de l’océan de se transformer en nitrate.
Selon toute probabilité, le nutriment qui a favorisé la prolifération du phytoplancton provenait des profondeurs de l’océan. Le long de l’île, le littoral est très pentu, ce qui a permis à la lave de l’éruption d’atteindre rapidement les eaux profondes qui contiennent des nitrates en abondance, contrairement aux eaux de surface.
Ce mécanisme au cours duquel la lave à haute température permet à des  panaches d’éléments nutritifs en provenance d’eaux profondes d’atteindre la surface, est peut-être plus fréquent qu’on le pense. Par extrapolation, on peut raisonnablement penser que les volcans sous-marins sont en mesure de générer des proliférations de phytoplancton brèves mais intenses.

Il est bon de noter que l’on observe régulièrement de telles remontées d’eau profonde – également appelées upwellings – sur toute la côte californienne. Les bancs de kelp et les créatures marines qui peuplent ces écosystèmes dépendent essentiellement des courants qui font remonter les nutriments fertilisants des eaux profondes vers la surface. C’est probablement ce même processus que l’on a observé à Hawaii pendant l’éruption du Kilauea, mais il est intervenu plus rapidement.

Source : Médias américains.

————————————————–

On May 3rd, 2018, Kilauea erupted in Hawaii. For several months, until August 6th, the volcano emitted huge quantities of lava that ended up in the Pacific Ocean after destroying hundreds of houses in their path.
The contact between lava and sea water caused a significant proliferation of phytoplankton. A 150 km long bench appeared along the southern coast of the Big Island. Scientists collected samples and found that they contained very high levels of nitrate, silicic acid, iron and phosphate that could fertilize phytoplankton, as well as iron, manganese and cobalt.
Three days after the first lava entry into the ocean, satellite images showed a large greenish area off Hawaii Big Island, rich in chlorophyll-a, the pigment that gives the green colour to plants and algae. Once the lava stopped flowing into the ocean, the green water dissipated in a week.
While algal blooms were at their peak, scientists analyzed the seawater to determine why phytoplankton had suddenly thrived. The results of their work were published in the journal Science.
The concentrations of silicic acid and trace metals were similar to those found in Kilauea basalt lava. The scientific team discovered that nitrate was the main driver of phytoplankton proliferation, but its source remained a mystery. The lava itself contains almost no nitrogen to allow the microbes in the ocean to turn into nitrate.
In all likelihood, the nutrient that promoted phytoplankton proliferation came from the depths of the ocean. Along the island, the coastline is very steep, allowing the erupted lava to quickly reach the deep waters that contain nitrates in abundance, unlike surface water.
This mechanism, in which high-temperature lava allows nutrient plumes from deep water to reach the surface, may be more common than is thought. By extrapolation, it is reasonable to assume that submarine volcanoes are capable of generating brief but intense phytoplankton blooms.
It is worth noting that such deepwater upwellings are regularly observed throughout the California coast. The kelp beds and marine creatures that inhabit these ecosystems are essentially dependent on currents that move fertilizing nutrients from deep water to the surface. This is probably the same process that was observed in Hawaii during the eruption of Kilauea, but it intervened more quickly.
Source: US media.

Photo: C. Grandpey

Sources hydrothermales et phytoplancton dans l’Océan Austral // Hydrothermal systems and phytoplankton blooms in the Southern Ocean

drapeau-francaisLe navire de recherche scientifique Investigator, propriété de la Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), vient de quitter Fremantle en Australie pour une mission de 58 jours dans l’Océan Austral, jusqu’aux îles subantarctiques Heard et McDonald. Le but est d’étudier le lien entre les volcans actifs sur les fonds marins et la production hydrothermale de fer qui permet la vie dans l’Océan Austral. Les îles sont situées à 4000 km au sud-ouest de Perth et à 2000 kilomètres au nord de la base australienne de Davis Station en Antarctique.
Les scientifiques sont persuadés que le fer produit par l’activité hydrothermale est essentiel à la croissance des efflorescences de phytoplancton qui constituent la base de la vie dans l’écosystème de l’Océan Austral. En outre, le phytoplancton contribue au moins pour moitié à l’oxygène présent dans l’atmosphère terrestre.
La mission permettra de cartographier en détail et pour la première fois les fonds marins sur le Plateau de Kerguelen, ce qui permettra d’identifier les volcans sous-marins actifs et les sources d’eau riche en fer. Tout en permettant la vie dans les océans et en fournissant de l’oxygène à l’atmosphère terrestre, la prolifération du phytoplancton a un impact sur le carbone, l’azote, le silicium et le soufre qui ont une influence sur le climat de notre planète. Si les chercheurs ont la confirmation que le fer produit par l’activité hydrothermale exerce une influence sur la dynamique des efflorescences de phytoplancton et la fertilisation de l’Océan Austral, ce sera le premier lien prouvé à l’échelle mondiale entre les processus observés sur la Terre ferme d’une part et le volcanisme de point chaud et les processus biologiques dans l’océan d’autre part.
Grâce aux systèmes de cartographie du plancher océanique et aux systèmes acoustiques sous-marins à bord de l’Investigator, les scientifiques pourront étudier les sources hydrothermales actives (les fameux «fumeurs noirs») et les volcans sous-marins qui, selon eux, sont répartis sur plusieurs centaines de kilomètres sur les fonds océaniques autour des îles Heard et McDonald. Les capacités offertes par le navire permettront aux scientifiques d’obtenir des images en 3D des fonds marins, de faire progresser une caméra dans les profondeurs de l’océan, de déployer des capteurs, de recueillir des roches, des sédiments et des échantillons d’eau de mer pour permettre le suivi des fluides hydrothermaux depuis le fond de l’océan jusqu’à sa surface, et d’identifier les efflorescences de phytoplancton.
26 scientifiques et étudiants de plusieurs universités et laboratoires internationaux participent au projet qui est soutenu par un financement de l’Australian Research Council et de l’ Australian Antarctic Science Grant Program, programme australien qui accorde des subventions aux missions scientifiques en Antarctique.
Source: Organes de presse australiens.

———————————-

drapeau-anglaisThe research vessel Investigator, owned by the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), has just left Fremantle in Australia on a 58-day Southern Ocean voyage to the subantarctic Heard and McDonald Islands. The aim is to research the link between active volcanoes on the seafloor and the mobilisation of iron which enriches and supports life in the Southern Ocean. The islands are situated 4,000 km south-west of Perth and 2,000 kilometres north of Australia’s base at Davis Station in Antarctica.
Scientists suspect that hydrothermally mobilised iron is critical to the growth of phytoplankton blooms, the foundation of life in the Southern Ocean ecosystem. Moreover, phytoplankton contributes at least half of the oxygen in the Earth’s atmosphere.
The voyage will allow to map the seafloor on the Kerguelen Plateau systematically for the first time so that active submarine volcanoes and the source of iron-enriched waters can be identified. As well as supporting ocean life and supplying the Earth’s atmosphere with oxygen, phytoplankton blooms impact carbon, nitrogen, silicon and sulphur, which influence the Earth’s entire climate system. If the researchers find that iron supplied through hydrothermal activity exerts control on the dynamics of phytoplankton blooms and fertilising the Southern Ocean, it will be the first proven link globally between solid Earth processes associated with hotspot volcanism and biological processes in the ocean.
Using Investigator’s sea floor mapping and sub-sea floor acoustic systems, scientists will survey active hydrothermal systems (‘black smokers’) and submarine volcanoes, which they think could be distributed for several hundred kilometres over the seafloor surrounding Heard and McDonald islands. The vessel’s capabilities will allow scientists to capture 3D images of the seafloor; tow a deep sea camera; deploy sensors; collect rock, sediment, and sea water samples to allow tracking of hydrothermal fluids from the seafloor to the ocean’s surface; and identify phytoplankton blooms.
26 scientists and students from several international universities and laboratories will participate in the project which is supported through funding from the Australian Research Council and Australian Antarctic Science Grant Program.
Source : Australian news media.

Kerguelen-Plateau-Topography

Plateau de Kerguelen-Heard. La zone rouge au sud du Plateau est l’Antarctique

(Source NOAA)

Moins de neige sur la glace de l’Arctique // Less snow on Arctic ice

drapeau francaisComme je l’ai écrit à plusieurs reprises, le réchauffement climatique qui m’inquiète car j’ai eu l’occasion de voir à de nombreuses reprises ses effets sur les glaciers, que ce soit en Europe ou en Amérique.
Selon une nouvelle étude réalisée par des chercheurs de l’Université de Washington et de la NASA, la couche de neige qui recouvre la banquise arctique s’est amincie de façon spectaculaire depuis le milieu du 20ème siècle ; elle s’est réduite de plus d’un tiers dans l’Arctique de l’Ouest et de plus de moitié dans la Mer des Tchouktches et celle de Beaufort.
Les résultats sont frappants: Au printemps, le manteau neigeux sur la banquise en Arctique de l’Ouest est passé d’une épaisseur moyenne d’environ 35 centimètres pendant la période 1954-1991 à environ 22 cm dans la période 2009-2013. Sur les mers des Tchouktches et de Beaufort, la diminution a été spectaculaire, de 32 cm à 15 cm.
Les effets de la réduction du manteau neigeux dépendent de la période de l’année.
Une épaisse couche de neige en automne et au début de l’hiver freine le développement de la banquise car la neige est un isolant. En revanche, une mince couverture de neige en automne facilite le gel et la formation de la glace. Une faible chute de neige en début de saison signifie une couche plus fine et donc une fonte plus rapide au printemps. Contrairement à autrefois, la neige qui recouvre la glace disparaît maintenant chaque année et fond chaque été, exposée qu’elle est à la chaleur du soleil.
Les changements subis par la banquise et la couche de neige semblent être étroitement liés, et l’étude montre que les deux éléments sont interdépendants. La banquise commence à se former plus tard que par le passé, à la mi-septembre ou même plus tard, alors qu’elle se formait à la fin août ou début septembre au cours des dernières décennies. La fonte de la glace commence également plus tôt au printemps que dans les décennies passées, en moyenne sept jours plus tôt que dans les années 1970 et environ deux jours plus tôt en moyenne par décennie.
Les changements à long terme provoqués par le manque de neige ont des répercussions autres que sur la glace.
Ces modifications peuvent être néfastes pour les animaux de l’Arctique  – le phoque annelé par exemple – qui creusent  la neige au-dessus de la banquise pour créer des grottes pour leurs petits. Les phoques annelés ont été répertoriés comme espèce menacée en 2012, en partie à cause de la rareté de la neige de printemps qui est nécessaire pour la mise bas.
Les effets sur le phytoplancton sont probablement mitigés. Certains types de phytoplancton se développent dans des conditions de faible lumière de sorte qu’un manteau neigeux mince sur la glace pourrait avoir une incidence sur leur croissance. D’autres types de phytoplancton qui se développent dans des conditions de pleine mer où la lumière du soleil perce la surface pourraient bénéficier du peu de neige.
Source: Alaska Dispatch News.

 ———————————————-

drapeau anglaisAs I put it several times, global warming worries me as I had the opportunity to see many times its effects on glaciers, whether in Europe or in America.

According to a new study by researchers at the University of Washington and NASA, snow atop Arctic sea ice has thinned dramatically since the mid-20th century, declining by more than a third in the western Arctic and by more than half in the Chukchi and Beaufort seas.

The results are striking: Spring snowpack on sea ice in the western Arctic went from average depths of about 35 centimetres in the 1954-1991 period to about 22 cm in the 2009-2013 period. On the Chukchi and Beaufort seas, the decrease was bigger, from 32 cm to 15 cm.

Implications of sparser snow depend on the time of year.

Thick snow layers in autumn and early winter inhibit sea-ice growth because snow is an insulator trapping heat. That means thin snow cover in autumn will aid in freeze-up. But sparse accumulations early in the snow season lead to thin layers and quicker melt-out in the spring. Unlike past times, the snow on top of ice now disappears each year and melts out every summer, which leaves bare ice exposed to the sun’s heat and thawing powers.

Changes in sea ice and snow appear interrelated, and they feed on each other, according to the study. Ice pack starts to form later now than in the past, in mid-September or even later, compared to the late-August or early-September timing of past decades. Ice melt is also starting earlier in the spring than in past decades, on average, seven days earlier than in the late 1970s, or about two days earlier per decade.

The long-term changes in snow have implications beyond ice coverage.

They could harm Arctic animals that use the snow, such as ringed seals, which burrow into the snow atop the sea ice to create caves for their pups. Ringed seals were listed in 2012 as threatened, in part because of the scarcity of spring snow needed for pupping.

Effects on phytoplankton could be mixed. Some phytoplankton types thrive in low-sunlight conditions, and thinner snowpack on ice would affect their growth. Other types of phytoplankton that thrive in open-ocean conditions in which sunlight streams down from the sea surface might benefit from the sparser snow.

Source: Alaska Dispatch News.

Phoque web

Les phoques figurent parmi les principales espèces menacées par le réchauffement climatique.

(Photo:  C.  Grandpey)

L’éruption de l’Eyjafjallajökull a fertilisé l’océan! // The eruption of Eyjafjallajökull fertilised the ocean !

drapeau francais   Au printemps 2010, l’éruption de l’Eyjafjallajokull (Islande) semait la panique dans le trafic aérien en Europe, mais on s’aperçoit aujourd’hui qu’elle a aussi été bénéfique pour la vie dans l’Océan Atlantique

C’est ce qu’ont découvert des scientifiques de l’Université de Southampton (Angleterre) en étudiant les eaux de l’Atlantique Nord pendant et après l’éruption. Au cours de plusieurs campagnes, ils ont mesuré les concentrations en fer à la surface de l’océan dans des zones affectées par le nuage de cendre et ses retombées. En effet, le fer est un élément essentiel au développement du phytoplancton. Comme les plantes, ces organismes convertissent la lumière du soleil en énergie chimique par le biais de la photosynthèse et ils servent de base à la chaîne alimentaire.

Les analyses ont révélé que les zones de l’océan soumises aux retombées de cendre contenaient des teneurs en fer 20 à 45 fois supérieures à leur situation avant l’éruption. Le spectre de dispersion de la cendre montre qu’une zone de 570 000 kilomètres carrés a pu recevoir jusqu’à 100 tonnes de fer grâce au nuage.

Les chercheurs ont également remarqué que, dans le même temps, les teneurs en nitrates avaient diminué de manière spectaculaire dans le Bassin Islandais de l’Atlantique Nord, ce qui tend à montrer que pendant que le fer fertilise l’eau de mer, le développement du phytoplancton absorbe les autres nutriments.

Dans la mesure où le phytoplancton utilise le CO2 comme les autres plantes, on pourrait conclure de cette étude que la cendre volcanique riche en fer à la surface de l’océan pourrait contribuer à réduire la quantité de gaz qui produit l’effet de serre dans l’atmosphère. Toutefois, les scientifiques font remarquer que, dans le cas du nuage de l’Eyjafjallajökull ; la surface océanique affectée par la cendre est beaucoup trop limitée pour avoir un impact significatif.  En extrapolant, les résultats de l’étude conduite pas les universitaires anglais prouvent qu’il serait vain de déverser d’énormes quantités de fer dans la mer dans le but de réduire l’impact des gaz à effet de serre.

Cette étude est censée être la première du genre à aboutir à de telles conclusions à propos de la cendre volcanique et la prolifération du phytoplancton. Il faut toutefois remarquer que les Alaskiens étaient arrivés à des conclusions identiques en observant l’abondance de saumons après l’éruption du Mont Redoubt en 2009. Le volcan avait alors émis d’importantes quantités de cendre et les scientifiques américains pensaient que cette cendre chargée en fer était susceptible de favoriser le développement du plancton et donc le développement de la vie dans l’océan.

Source : Live Science.

 

drapeau anglais   In spring 2010, the eruption of Eyjafjallajokull (Iceland) triggered panic in the air traffic of Europe, but we now realize it was also beneficial for life in the Atlantic Ocean.

This was discovered by scientists of the University of Southampton (England) who studied the waters of the North Atlantic during and after the eruption. During several campaigns, they measured iron concentrations at the ocean surface in areas affected by the ash cloud and its fallout. In fact, iron is an essential element to the development of phytoplankton. Like plants, these organisms convert sunlight into chemical energy through photosynthesis and they represent the basis of the food chain.

Analyses revealed that areas subject to ashfall contained dissolved iron levels 20 to 45 times higher than their situation before the eruption. The dispersion spectrum of the ash shows that an area of ​​570,000 square kilometres could receive up to 100 tons of iron through the cloud.
The researchers also noted that, at the same time, nitrate levels had dramatically decreased in the Icelandic Basin of the North Atlantic, which suggests that while the iron fertilizes seawater, the development of phytoplankton absorbs other nutrients.

Insofar as phytoplankton uses CO2 like other plants, one might conclude from this study that the iron-rich volcanic ash on the surface of the ocean could reduce the amount of gas that produces the greenhouse effect in the atmosphere. However, scientists note that, in the case of the cloud of Eyjafjallajökull, the ocean surface affected by the ash was too limited to have a significant impact. By extrapolating, the results of the study conducted by the English researchers prove it would be useless to pour huge amounts of iron into the sea in order to reduce the impact of greenhouse gas emissions.

This study is supposed to be the first of its kind to reach such conclusions about volcanic ash and phytoplankton. It should be noted that Alaskans had arrived at similar conclusions by observing the abundance of salmon after the eruption of Mount Redoubt in 2009. The volcano had then feleased large amounts of ash and American scientists believed that this iron-laden ash might have triggered the development of plankton and thus the development of life in the ocean.

Source: Live Science.

Eyjafjallajokull-blog

Crédit photo:  Wikipedia.