NASA : le sable du Sahara fertilise la forêt Amazonienne

Pour la première fois, un satellite de la NASA a quantifié en trois dimensions la quantité de poussière qui fait ce voyage transatlantique du Sahara vers la forêt amazonienne. Dans cette poussière on trouve du phosphore, un nutriment essentiel qui agit comme un engrais dont l’Amazonie dépend pour fleurir.

 

Qu’est ce qui relie le désert le plus grand et le plus chaud sur terre avec la plus grande des forêts tropicales ?

Le désert du Sahara est une bande de sable et de broussailles, quasi-ininterrompue, qui se localise dans le tiers nord de l’Afrique.

La forêt amazonienne quant à elle, est une masse verte dense de jungle humide qui couvre le nord de l’Amérique du Sud. Mais après que les vents forts balayent le Sahara, un nuage ocre s’élève dans l’air, s’étend entre les continents, et lie ensemble le désert et la jungle. C’est de la poussière. Beaucoup de poussière.

Pour la première fois, un satellite de la NASA a quantifié en trois dimensions la quantité de poussière qui fait ce voyage transatlantique. Les scientifiques ont non seulement mesuré le volume de la poussière, ils ont aussi calculé combien de phosphore – restes dans les sables sahariens qui remontent à un passé où le désert était le lit d’un  lac – se retrouve transporté à travers l’océan de l’un des endroits les plus désolés de la planète vers l’un des plus fertiles.

Un nouvel article publié le 24 février dans Geophysical Research Letters, un journal de l’American Geophysical Union, fourni la première estimation par satellite de ce transport de phosphore sur plusieurs années, a déclaré le principal auteur Hongbin Yu, un scientifique atmosphérique à l’Université du Maryland qui travaille au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. Un article publié en ligne par Yu et ses collègues, le 8 janvier, sur la télédétection de l’environnement a fournit la première estimation de satellite sur plusieurs années, des transports globaux de la poussière du Sahara vers l’Amazonie.

Ce voyage transcontinental de poussière est important grâce à ce qui compose cette poussière,  déclare Yu. Plus précisément la poussière ramassée de la dépression Bodélé au Tchad, un ancien lit de lac où minéraux des roches composées de micro-organismes morts sont chargés avec du phosphore. Le phosphore est un élément nutritif essentiel pour les protéines végétales de croissance dont dépend la forêt amazonienne pour fleurir.

Les nutriments – les mêmes que ceux trouvés dans les engrais commerciaux – sont rares dans les sols amazoniens. Ils sont en revanche, enfermés dans les plantes elles-mêmes. Les feuilles mortes en décomposition avec les matières organiques fournissent la majorité des éléments nutritifs, qui sont rapidement absorbés par les plantes et les arbres après avoir pénétré le sol. Mais certains nutriments, dont le phosphore, sont emportés par la pluie dans les ruisseaux et rivières, se drainant du bassin de l’Amazone comme d’une baignoire qui fuit lentement.

On estime à 22 000 tonnes par an le phosphore qui atteint les sols Amazon via la poussière saharienne. C’est environ la même quantité que celle perdue à cause de la pluie et des inondations, a déclaré Yu. La découverte fait partie d’un effort de recherche plus important afin de comprendre le rôle de poussières et des aérosols dans l’environnement et sur le climat local et global.

Poussière dans le vent

«Nous savons que la poussière est très importante à bien des égards. C’est une composante essentielle du système Terre. La poussière aura une incidence sur le climat et, en même temps, le changement climatique aura une incidence sur la poussière», affirme Yu. Pour comprendre quels peuvent être ces effets, « nous devons d’abord essayer de répondre à deux questions fondamentales. Quelle quantité de poussière est transportée? Et quelle est la relation entre la quantité de poussière transportée et les indicateurs du climat? »

Les nouvelles estimations de transport de poussières ont été obtenues à partir des données recueillies par un instrument lidar sur le NASA’s Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation, ou CALIPSO, par satellite à partir de 2007 si 2013.

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L’instrument lidar à bord du satellite CALIPSO envoie des impulsions de lumière qui rebondissent sur des particules dans l’atmosphère et vers le satellite. Il distingue la poussière des autres particules basées sur les propriétés optiques. Crédit Image: Scientific Visualization Studio NASA Goddard

 

Les données montrent que le vent et la météo ramassent en moyenne 182 millions de tonnes de poussière chaque année,  cette quantité et emporté à travers le bord ouest du Sahara à la longitude 15W. Ce volume est l’équivalent de 689 290 camions remplis de poussière. Poussière qui se déplace ensuite à travers 1,600 miles d’océan Atlantique, et dont une partie retombe à la surface ou est balayé du ciel par la pluie. Près de la côte orientale de l’Amérique du Sud, à la longitude 35W, 132 millions de tonnes restent dans l’air, dont 27,7 millions de tonnes – assez pour remplir 104 908 camions – chute à la surface sur le bassin de l’Amazone. Au de la longitude 75W, environ 43 millions de tonnes de poussière, continue son voyage de la poussière ou finit dans la mer des Caraïbes.

Yu et collègues se sont concentrés sur le transport de la poussière du Sahara à travers l’océan Atlantique en Amérique du Sud puis au-delà de la mer des Caraïbes, car c’est le plus grand voyage de poussière sur la planète.

La poussière recueillie à partir de la dépression Bodélé et des stations au sol sur la Barbade et à Miami donne aux scientifiques une estimation de la proportion de phosphore dans la poussière du Sahara. Cette estimation est utilisée pour calculer combien de phosphore se dépose dans le bassin de l’Amazone à partir de ce transport de la poussière.

L’enregistrement de sept ans de données, tandis que trop court pour examiner les tendances à long terme, est néanmoins très important pour comprendre comment la poussière et d’autres aérosols se comportent quand ils se déplacent à travers l’océan, a déclaré Chip Trepte, scientifique pour CALIPSO au Langley Research Center de la NASA en Virginie, et qui n’était pas impliqué dans ces deux études.

«Nous avons besoin d’un enregistrement des mesures afin comprendre si oui ou non il y a un modèle assez robuste, assez constant à ce transport des aérosols, » dit-il.

Regarder les données, année par année, montre que ce modèle est en fait très variable. Il y avait un changement de 86% entre la plus grande quantité de poussière transportée en 2007 et la plus basse en 2011, explique Yu.

Pourquoi tant de variation? Les scientifiques croient que c’est lié avec les conditions dans le Sahel, la longue bande de terres semi-arides à la frontière sud du Sahara. Après avoir comparé les changements dans le transport de la poussière à une variété de facteurs climatiques, Yu et ses collègues ont constaté une corrélation avec les précipitations au Sahel de l’année précédente. Lorsque les précipitations au Sahel ont augmenté, le transport de la poussière de l’année suivante a été plus faible.

Le mécanisme derrière la corrélation est inconnu, révèle Yu. Une possibilité est que l’augmentation des précipitations signifie plus de végétation et moins d’exposions des sols à l’érosion éolienne dans le Sahel. Une deuxième explication, plus probable est que la quantité de pluie est liée à la circulation des vents, qui sont ce qui finalement balaye la poussière à la fois du Sahel et du Sahara dans la haute atmosphère où elle peut survivre le long voyage à travers l’océan.

CALIPSO recueille des « rideaux » de données qui affichent des informations précieuses sur l’altitude des couches de poussières dans l’atmosphère. Connaître la hauteur à laquelle se déplace la poussière est important pour la compréhension, et pour éventuellement utiliser des ordinateurs pour la modélisation, la destination vers laquelle se déplace la poussière et comment la poussière va interagir avec l’équilibre et les nuages de chaleur de la Terre, à l’heure actuelle aussi bien que dans les futurs scénarios climatiques.

« Les courants de vent sont différents à différentes altitudes, » précise Trepte. « C’est un pas en avant pour la compréhension de ce à quoi ce transport de la poussière pourrait ressembler en trois dimensions, puis en comparant à cela les modèles qui sont utilisés pour les études sur le climat. »

Le panel des études climatiques vont des changements globaux aux changements régionaux, tels que ceux qui peuvent se produire dans l’Amazonie au cours des prochaines années. En plus de la poussière, l’Amazonie est à la terre d’accueil de nombreux autres types d’aérosols comme la fumée des feux et des particules biologiques, tels que les bactéries, les champignons, le pollen et les spores libérées par les plantes elles-mêmes. Dans l’avenir, Yu et ses collègues prévoient d’explorer les effets de ces aérosols sur les nuages locaux – et comment ils sont influencés par la poussière d’Afrique.

« C’est un petit monde, » dit Yu , « et nous sommes tous reliés entre nous. »

 

Ellen Gray
NASA’s Earth Science News Team
NASA’s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland

Traduction: Ecologie.ma
Source: www.nasa.gov
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