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.

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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.

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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)