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.
« Partout 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 important », 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 ? « Pendant plus de dix ans, 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 océanique », poursuit le professeur Mucci. 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 « zones mortes », 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. « Cette 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 aquatiques », conclut Karine Lalonde.
