Résumé :
Il existe dans l'océan une sorte de minuscules particules qui ressemblent à des flocons de neige et tombent constamment dans les profondeurs de la mer. Elles sont appelées « Neige Marine » par les scientifiques. Il ne s’agit pas de véritables glaces et neiges, mais de particules formées par l’accumulation de plancton mort, d’excréments, de bave, de minéraux et d’autres débris organiques. De nouvelles recherches révèlent que la viscosité de ces particules peut affecter de manière significative la capacité de l'océan à absorber et à stocker le dioxyde de carbone, fournissant ainsi un indice important jusqu'alors négligé pour comprendre le système climatique de la Terre.
Cette étude, menée par des chercheurs de la Scripps Institution of Oceanography de l'Université de Californie à San Diego et de l'Université de Lincoln au Royaume-Uni, a été publiée dans le magazine « Science » le 8 octobre 2026. L'étude a révélé que les particules collantes de neige marine sont moins susceptibles d'être décomposées par les bactéries et peuvent donc transporter plus de carbone vers les profondeurs de l'océan. Ces particules peuvent transporter six fois plus de carbone vers les profondeurs océaniques que les particules moins visqueuses.
La neige marine est une partie importante du cycle du carbone océanique. À la surface des océans, là où la lumière du soleil peut pénétrer, le plancton absorbe le dioxyde de carbone par photosynthèse et le convertit en matière organique. Lorsque ces organismes meurent ou que les débris organiques se combinent avec d’autres matériaux pour former des particules, ils coulent progressivement, transportant le carbone de la surface de l’océan vers les profondeurs.
Une partie du carbone peut rester dans les profondeurs de l'océan pendant des centaines, voire des milliers d'années, temporairement isolé de l'atmosphère. L’océan est donc devenu un important puits de carbone naturel pour la Terre. Cependant, toute la neige marine n’atteindra pas les profondeurs de la mer pendant le processus de naufrage. Un grand nombre de particules sont dégradées par les bactéries ou réintègrent le cycle biologique dans les eaux de mer peu profondes, et seule une partie atteint les eaux suffisamment profondes pour y être conservée longtemps.
Les chercheurs estiment que plus de 10 milliards de tonnes de carbone quittent la surface de l'océan chaque année à travers la neige marine, mais seulement 2 milliards de tonnes environ atteignent finalement des profondeurs où le carbone peut être stocké pendant de longues périodes. Ce qui détermine la quantité de carbone que la neige marine peut transporter à travers la couche d’eau océanique a toujours été une question importante dans la recherche sur le cycle du carbone océanique.
Cette étude s'est concentrée sur la structure physique de la neige marine, notamment sa viscosité. L’étude a révélé que les particules de neige marine ne sont pas de simples agglomérats aux propriétés internes uniformes, mais possèdent des microstructures complexes. Certaines zones à l'extérieur des particules sont relativement molles et de faible viscosité, ce qui facilite la fixation des bactéries et commence à se décomposer ; les parties internes plus visqueuses et plus résistantes formeront une barrière physique, rendant difficile la pénétration rapide des bactéries.
Les chercheurs ont comparé le processus à un ver mangeant une pomme : la chair la plus molle de la pomme est plus facile à pénétrer, tandis que les parties les plus dures sont plus difficiles à manipuler. Les bactéries peuvent commencer par exploiter les zones de neige marine facilement décomposées, mais pour atteindre l’intérieur plus collant, elles doivent progressivement détruire sa structure. C’est cette différence qui fait que différentes particules de neige marine présentent des capacités de préservation du carbone complètement différentes pendant le processus de naufrage.
Pour révéler la relation entre les bactéries et la structure interne de la neige marine, l'équipe de recherche a développé une nouvelle méthode d'imagerie microscopique. Après des années de tentatives, les chercheurs parviendront enfin à trouver une solution technique réalisable en 2025, combinant la microscopie confocale tridimensionnelle avec des molécules fluorescentes spéciales pour représenter la structure physique complexe à l'intérieur de la neige marine et suivre les activités des bactéries vivantes individuelles qui s'y trouvent.
Auparavant, même si les scientifiques étaient capables d'observer les particules de neige marine et les micro-organismes à leur surface, il était difficile de comprendre directement comment les bactéries individuelles se déplacent, s'attachent et décomposent la matière organique dans un environnement microscopique visqueux. La nouvelle technologie permet aux chercheurs d’observer plus clairement les obstacles physiques rencontrés par les bactéries et fournit de nouveaux outils de recherche pour comprendre comment les micro-organismes marins traitent la matière organique.
Les résultats expérimentaux montrent que la neige marine collante met plus de temps à être décomposée et brisée par les bactéries. L’équipe de recherche a ensuite utilisé des simulations informatiques pour découvrir que ces particules peuvent couler dans des eaux plus profondes avant de se désintégrer complètement. L’adhésivité des particules affecte donc non seulement la rapidité avec laquelle les bactéries peuvent utiliser la matière organique qu’elles contiennent, mais également la quantité de carbone qui échappe à la décomposition dans l’eau de mer peu profonde et atteint finalement les profondeurs de l’océan.
Cette découverte pourrait avoir des implications importantes pour les prévisions climatiques. Les modèles existants du cycle du carbone océanique doivent estimer la quantité de carbone que l’océan peut absorber et combien de temps il peut rester dans l’océan. Si le modèle ne parvient pas à prendre pleinement en compte les différences de viscosité et de microstructure de la neige marine, il ne sera peut-être pas en mesure de prédire avec précision la proportion de carbone organique qui est décomposé au cours du processus de naufrage, affectant ainsi l'évaluation de la capacité de puits de carbone de l'océan.
Cependant, les résultats de la recherche ne signifient pas que le stockage de carbone dans les océans augmentera immédiatement, ni que l’on ne peut simplement en déduire que le réchauffement climatique ralentira en conséquence. Le cycle du carbone océanique est affecté par de multiples facteurs tels que la productivité du plancton, la température, l’activité microbienne, le débit de l’eau de mer et la composition des particules. Le rôle joué par la viscosité de la neige marine doit être quantifié davantage sur la base d'observations dans des environnements marins réels.
La technologie d'imagerie pourrait également avoir des applications au-delà de l'océan, affirment les chercheurs. Des environnements microscopiques complexes constitués de mucus existent également dans les récifs coralliens, les forêts de varech, les racines des plantes et dans le tube digestif des humains et d'autres animaux. Le mucus n’est pas une substance gélatineuse simple et uniforme. Son intérieur peut contenir des bosses, des franges et des zones de viscosité variable. Ces structures peuvent affecter la fixation, le mouvement et la survie des bactéries.
En observant directement les interactions entre les bactéries et les structures de mucus, les scientifiques pourraient à l'avenir être en mesure d'approfondir des questions telles que la restauration des récifs coralliens, les relations plantes-microbes et l'activité microbienne dans le corps humain.
Les chercheurs pensent que des particules collantes apparemment discrètes dans l'océan pourraient en réalité être impliquées dans la régulation d'une partie importante du cycle mondial du carbone. Alors que les scientifiques révèlent progressivement la microstructure de la neige marine et sa relation avec les bactéries, ces « chutes de neige » qui continuent de couler de la surface de l'océan jusqu'aux profondeurs de la mer devraient aider les chercheurs à comprendre plus précisément le mécanisme de stockage du carbone océanique et le rôle de l'océan dans le système climatique mondial.
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