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Selon une recherche de McGill et Concordia, le fer est essentielÌý
pour inverser le réchauffement climatique

Le Canada se définit comme une nation qui s’étend d’un océan à l’autre, océan Arctique compris. Mais peut-il préserver ses côtes du changement climatique? Yves Gélinas, professeur agrégé au Département de chimie et de biochimie de l’Université Concordia, a trouvé la solution dans un élément pour le moins surprenantÌý: le fer.

Dans une étude publiée dans Nature en collaboration avec Karine Lalonde et Alexandre Ouellet, respectivement doctorante et diplômé d’un doctorat à Concordia, ainsi que son confrère Alfonso Mucci de l’Université McGill, le professeur Gélinas examine la constitution chimique d’échantillons de sédiments provenant des différents océans de la planète pour montrer comment les oxydes de fer extraient le dioxyde de carbone présent dans l’air.

«ÌýPartout dans le monde, on se bat pour réduire les émissions de CO2 dans l’atmosphère afin de freiner le changement climatique. Mais lorsqu’il est question de se débarrasser du CO2 déjà présent, la nature joue un rôle importantÌý», explique le professeur Gélinas. En effet, le CO2 est extrait de l’atmosphère et piégé en toute sécurité sur le plancher océanique au terme d’une réaction naturelle qui fixe la molécule au carbone organique, à la surface des grandes étendues d’eau.

Comment ce processus de fixation se produit-il exactement? «ÌýPendant plus de dixÌýans, la communauté scientifique a retenu l’hypothèse selon laquelle de petits minéraux argileux étaient chargés de préserver cette fraction précise du carbone organique une fois qu’il avait atteint le plancher océaniqueÌý», poursuit le professeur Mucci, dont les recherches sur le même thème ont été reconnues parmi les «Ìý10Ìýdécouvertes de l’annéeÌý» par le magazine Québec Science. À l’issue d’une analyse minutieuse des sédiments provenant des quatre coins du monde, Yves Gélinas et son équipe ont découvert que ce sont en fait les oxydes de fer qui captent un cinquième de l’ensemble du carbone organique déposé sur le plancher océanique.

Mais cette découverte soulève son lot d’inquiétudes, car les oxydes de fer font de plus en plus figure de molécules menacées. Comme leur nom le suggère, les oxydes de fer ne se forment qu’en présence d’oxygène. Autrement dit, il faut un écosystème côtier bien oxygéné pour qu’ils accomplissent leur mission et contribuent à l’extraction du dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère. Or, on a observé une diminution inquiétante des concentrations d’oxygène dissous dans certains environnements côtiers – et cette tendance ne cesse de s’accentuer. Des lieux autrefois fourmillants de vie se transforment lentement en «Ìýzones mortesÌý», où l’oxygène dans les sédiments de surface ne cesse de se raréfier. Et la faute est bien sûr attribuable à la pollution anthropique.

Les principaux cours d’eau déversent régulièrement des polluants issus des engrais agricoles et des déchets humains directement dans les lacs et environnements côtiers, engendrant une surabondance de plancton. Ces organismes vivants sont détruits à un rythme de plus en plus important et la quantité de carbone organique qui tombe dans les profondeurs aquatiques ne cesse d’augmenter, entraînant une consommation accrue d’oxygène dissous. Cela a pour effet d’exacerber le problème des faibles niveaux d’oxygène dissous. Si la quantité d’oxygène dans un environnement aquatique passe en deçà d’un certain niveau, la production d’oxyde de fer est interrompue, ce qui ampute l’environnement d’une bonne partie de sa faculté naturelle à extraire le dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère.

Mais tout espoir n’est pas pour autant perdu. «ÌýCette étude se présente aussi comme un plaidoyer indirect en faveur de la réduction des quantités d’engrais et autres contaminants riches en nutriments déversés dans les systèmes aquatiquesÌý», conclut Karine Lalonde, à qui le professeur Gélinas crédite de la majeure partie des travaux réalisés pour cette recherche fondamentale. La doctorante espère qu’une meilleure connaissance du mécanisme de stabilisation fer-carbone organique pourra «Ìýun jour déboucher sur de nouvelles façons d’augmenter la vitesse d’enfouissement du carbone organique dans les sédimentsÌý».

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