Biomasse océanique

La biomasse océanique est un sujet d'étude relativement récent historiquement, qui s'est développé progressivement avec l'arrivée de technologies d'exploration marine comme le scaphandre, les sous-marins et les bathyscaphes, ainsi que des appareils de relevés et d'analyses tels que les sonars, les spectromètres ou encore le perfectionnement des microscopes (Histologie). Académiquement, les premières traces de publications sur ce sujet en biologie marine apparaissent au cours du XX^e siècle, après la seconde guerre mondiale et notamment à partir des années 1970[8] .

Un intérêt économique apparaît à la même période autour de la possibilité de l'exploitation de biofermes marines ou d'agriculture marine pour la production d'engrais ou la méthanisation. En 1982, la France crée le CEVA (Centre d'étude et de valorisation des algues), premier centre technique spécifiquement dédié à la valorisation de biomasse marine au monde[9]. Avec de la cellulose, des colloïdes, des pigments, des protéines et des minéraux présents en grande quantité dans les seules algues, le potentiel économique et technologique de la biomasse marine dans son ensemble reste une source largement inexploitée de progrès technique et un vecteur d'emplois durables.

À partir de 2007, les expéditions de la goélette Tara (notamment Tara Océan) visent à développer les connaissance du plancton à l'échelle mondiale.

Une étude de 2015[10] constate que plus de 73% du microbiome est partagé entre le milieux marin et le milieu intestinal humain.

En 2022, la compréhension académique du spectre de la biomasse océanique est principalement basée sur les variations des interactions prédateur-proie et une combinaison d'au moins deux facteurs expliquant la distribution de la biomasse entre les classes[6]. Ces facteurs incluent : le métabolisme, l'efficacité de la croissance trophique, les taux de rencontre ou de consommation, les rapports de masse prédateur-proie, les taux de croissance, de naissance ou de reproduction, et la mortalité.

Changements de direction et de profondeur de différentes espèces marines, entre 1982 et 2015. (en)

Des méthodes de mesure de la biomasse marine ont été suggérées par différentes études:

• Nano-spectrophotométrie: à l'aide de sédiments prélevés à l’aide de spatules, le contenu protéinique de foraminifères est analysé, utilisant une méthode non-destructrice pour l'enveloppe calcique du chromiste. Cette méthode non-invasive est intéressante en ce qu'elle permet une étude prolongée sur la forme, que ne permettent pas d'autres analyses à l'échelle microscopique.

• «Montage humide»: la méthode du «Wet-mount», telle que décrite par Cunningham et al. (2015[11]) présente un faible coût et une bonne efficacité pour le tri et la reconnaissance de virus marins.

• Caméras sous-marines: en 2022, une étude[12] pilotée par le CNRS (Laboratoire d’Océanographie de Villefranche-sur-Mer) utilise un réseau mondial de caméras sous-marines – de 1 à 50 mm sous la surface – afin de projeter des estimations fiables de la biomasse entre 0 et 500m de profondeur dans la colonne océanique.

Des études de plus en plus nombreuses permettent d'estimer les impacts innombrables des différents types d'activités humaines sur la biomasse océanique.

Une des particularités fondamentales de l'océan terrestre est son rôle de «pompe à CO2». On distingue deux types de « pompes à carbone » ; l'une est purement physico-chimique : dans certaines zones arctiques et antarctiques, le refroidissement des eaux de surface augmente leur capacité à dissoudre le CO2 atmosphérique tout en augmentant leur densité. L'autre est biologique, faisant intervenir l'ensemble de la biomasse océanique : la production de matière vivante par les algues microscopiques en suspension (ex: phytoplancton) dans les eaux de surface (favorables à la photosynthèse) consomme du CO2 dissous. Le carbone ainsi fixé alimente plusieurs voies de transformation : le phytoplancton peut être consommé par des animaux planctoniques (zooplancton), consommés à leur tour par des organismes plus grands et ainsi de suite, le carbone photosynthétisé alimentant ainsi le stock de la biomasse marine jusqu'à la sédimentation.

En 2018, une étude franco-portugaise estimait la valeur ajoutée des aires marines protégées sur la biomasse marine commercialement «exploitable»[15].

Le réchauffement climatique en cours est un des facteurs majeurs d'extinction d'espèces parmi la biomasse marine. Ainsi, si le cycle du carbone continue de s'accroître, ce serait 17 % de la biomasse mondiale d’animaux marins qui pourrait disparaître d’ici 2100[16]. Comme prévu par d'autres modèles également[6], ces pertes devraient être plus conséquentes dans le tiers le plus haut de la chaîne alimentaire (typiquement les mammifères marins et « grands poissons »).

En conclusion, il est prévu une diminution importante de la biomasse (de 40 à 50 %) dans de nombreuses régions océaniques tempérées et tropicales, où les populations humaines dépendent parfois de ces ressources marines et où la biodiversité marine est déjà fortement affectée[16]. À l’inverse, certaines régions polaires – océan Arctique et océan Antarctique – pourraient voir leur biomasse augmenter, dû à un changement temporaire ou durable de températures des eaux de surface, par exemple.

• Fondation Tara Océan (site officiel)
• Publications du projet Tara.