Lorsque ces sédiments sont exposés à l’eau de mer riche en oxygène, une oxydation à grande échelle de la pyrite se produit. Cette réaction joue un rôle beaucoup plus important dans les émissions de CO2 qu’on ne le pensait auparavant, dépassant la contribution de l’oxydation du carbone organique.
Une nouvelle étude, publiée dans Communications Earth & Environment, fournit la première preuve quantitative de cet effet dans la partie occidentale de la mer Baltique, a rapporté jeudi l’agence Europa Press.
« Les sédiments de boue à grain fin sont d’importants réservoirs de carbone organique et de pyrite », a souligné l’auteur principal Habeeb Thanveer Kalapurakkal, doctorant au sein du groupe de travail sur la biogéochimie benthique de GEOMAR, cité dans un communiqué.
Il était déjà connu que la remise en suspension des sédiments pouvait libérer des quantités significatives de CO2 dans la colonne d’eau. Cependant, jusqu’à maintenant, on croyait que cela était principalement dû à l’oxydation du carbone organique.
La nouvelle étude montre que la majeure partie de la libération de CO2 est due à l’oxydation de la pyrite.
L’étude s’est concentrée sur la baie de Kiel, une région côtière de la partie occidentale de la mer Baltique, située entre l’île allemande de Fehmarn et les îles danoises. Cette zone présente divers types de sédiments : des sédiments sablonneux grossiers dans les eaux peu profondes et de la fine boue dans les régions plus profondes.
Ces sédiments vaseux sont riches en matière organique et jouent un rôle crucial dans le cycle du carbone de la mer Baltique. Ils sont affectés à la fois par des forces naturelles, telles que les tempêtes, et par des impacts anthropiques, comme la pêche au chalut.
Pour étudier les effets de la remise en suspension des sédiments, les chercheurs ont réalisé des incubations de sédiments en suspension. Ils ont prélevé des échantillons de sédiments de différents sites de la baie de Kiel — allant de sédiments sablonneux grossiers à des sédiments vaseux à grain fin — et les ont mélangés dans des récipients de laboratoire remplis d’eau de mer. Les expériences ont simulé des conditions riches et pauvres en oxygène.
Au cours de la période d’incubation, l’équipe a surveillé les modifications des paramètres chimiques importants, tels que les concentrations de CO2, le pH, les sulfates, les nutriments et les concentrations d’isotopes.
Ces mesures leur ont permis d’identifier les processus sous-jacents et d’évaluer leur impact sur le cycle local du carbone. Les données de laboratoire ont ensuite été intégrées dans un modèle biogéochimique pour mieux comprendre les effets de la remise en suspension des sédiments et de la disponibilité de l’oxygène.
Les résultats montrent que la remise en suspension des sédiments génère des émissions de CO2 substantiellement plus élevées que prévu, principalement en raison de l’oxydation de la pyrite.
Lorsque ce minéral contenant du fer, généralement trouvé dans des sédiments vaseux et pauvres en oxygène au fond de la mer, est altéré, il réagit avec l’oxygène de l’eau. Cette réaction génère de l’acide qui convertit le bicarbonate, neutre pour le climat, en CO2, un gaz à effet de serre.
Une grande fraction du CO2 généré par l’oxydation de la pyrite est ensuite libérée dans l’atmosphère.
Les résultats du modèle suggèrent que ces processus peuvent réduire de manière significative la capacité de la région à absorber le CO2.
« Nos expériences et simulations de modèles montrent que des activités telles que la pêche au chalut réduisent significativement cette capacité, en favorisant l’oxydation et l’acidification de la pyrite », a indiqué Kalapurakkal.
Les découvertes soulignent la nécessité de protéger les zones de fond marin avec des sédiments vaseux à grain fin, des régions généralement riches en pyrite.