Une nouvelle étude publiée dans la revue scientifique Proceedings of the National Academy of Sciences révèle que l’océan serait un grand producteur d’urée, un composé azoté important dans le développement des végétaux.
L’azote est un nutriment indispensable au développement des végétaux, et à l’instar du carbone ou de l’eau, il suit un cycle. Il se déplace et se transforme au contact de son environnement (eau, sol, atmosphère) et des êtres vivants qu’il rencontre. Mais d’où vient l’azote ? Comment se déplace-t-il ? Dans quelle proportion ? De nombreuses études s’attèlent à comprendre le cycle de l’azote et les mécanismes à l’oeuvre.
Une récente étude menée par l’Université de Manchester et publiée dans la revue scientifique Proceedings of the National Academy of Sciences démontre un nouveau mécanisme jusqu’alors inconnu. Une des sources principales d’urée, un composé chimique présent notamment dans l’urine, serait les océans.
Le cycle de l’azote « naturel » encore à l’étude
L’azote émis des activités humaines est un sujet plutôt bien maîtrisé. Les pollutions induites par les produits azotés (ammonium, nitrite, nitrate…), notamment par l’usage des fertilisants en agriculture et des activités des industries lourdes, ont rapidement préoccupé les sociétés humaines.
Mais lorsque l’on se penche sur l’azote produit dans l’environnement, les mécanismes sont bien moins compris. En premier lieu, car les sources d’émissions d’azote et les milieux de stockages sont multiples. L’azote provient des végétaux, de la matière organique, des sols, de l’atmosphère, l’azote est omniprésent sur Terre.
Si les sources d’azote naturel terrestre ont fait l’objet de nombreuses études, une zone grise persiste sur le rôle des océans sur le cycle de l’azote naturel. Le peu d’études sur ces milieux démontre pourtant que l’océan est un grand producteur d’azote lui aussi, plus précisément d’urée (CO(NH2)2), une molécule prisée en agriculture.
L’urée, un engrais produit en grande quantité grâce aux océans
En ce qui concerne l’urée produite par les activités humaines, les sources principales d’urée sur Terre sont l’élevage, les engrais, les pollutions industrielles et la combustion de la biomasse. Quant à la source principale d’urée naturelle, elle provient de la forte activité biologique sous la surface de l’eau grâce aux phytoplanctons, des bactéries, des virus, les déjections des zooplanctons, et la décomposition de matières organiques.
Les scientifiques ont longtemps pensé que l’urée était présente en petite quantité sous la forme de gaz dû à sa forte capacité à se dissoudre dans cet état. Et pourtant, il semblerait, selon les observations des auteurs de l’étude, qu’une quantité significative d’urée passerait par l’état gazeux.
L’urée produite de l’eau rejoindrait ainsi l’atmosphère sous forme de gaz et serait poussée par les vents. Un cycle vertueux se met ainsi en place. L’urée peut ainsi fertiliser d’autres parties des océans où les nutriments sont moins disponibles. D’autant plus que le voyage par les airs est un moyen de locomotion nettement plus rapide et efficace que les eaux.
Pour arriver à cette hypothèse, les scientifiques se sont envolés au-dessus de l’océan Atlantique, au large de l’Amérique du Nord, lors des quatre saisons. Ils ont observé que l’urée trouvée dans la troposphère, la couche inférieure de l’atmosphère terrestre, avait les mêmes propriétés que l’urée des océans.
Et c’est en été que les concentrations ont été les plus importantes. De l’ordre de 310 pptv (unité de mesure pour les faibles concentrations de matière dans l’atmosphère) contre 95 et 80 pptv pour l’hiver et l’automne. Au printemps, les doses d’urée dans l’atmosphère étaient tellement faibles que les chercheurs n’ont pas été en mesure d’en détecter (moins de 30 pptv).
Les mécanismes à l’oeuvre lors de cette phase gazeuse de l’urée demeurent encore un mystère. L’équipe à l’origine de l’étude suppose cependant que la quantité d’urée dépend plus de la production locale à un moment donné que de mécanismes saisonniers d’échange entre les océans et l’atmosphère.
L’océan, au cœur des échanges
S’il reste encore beaucoup de recherche à faire sur l’azote issu des océans, cette nouvelle découverte transforme drastiquement les connaissances sur le cycle de l’azote. À l’instar de nombreux cycles, comme celui du carbone, l’océan est un vecteur indispensable de la vie sur Terre, et un acteur majeur d’atténuation du réchauffement climatique.
Mais attention au surdosage. Si les nutriments tels que l’urée sont indispensables au maintien des écosystèmes, des quantités trop importantes peuvent aussi les dégrader. Le phénomène d’eutrophisation touche de nombreux systèmes aquatiques dans le monde. L’accumulation d’azote issu du secteur agricole est une des raisons de la prolifération d’algues vertes comme on en voit sur les côtes bretonnes.
Mondialement, l’usage d’urée en agriculture a radicalement augmenté en quelques décennies. Il constitue à ce jour plus de la moitié des engrais azotés utilisés dans le monde.
Photo de Francesco Ungarom, Pexels.
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