En Antarctique, des chercheurs montrent que les colonies de manchots ne façonnent pas seulement la glace : leurs excréments influencent aussi le climat local.
Une étude publiée dans la revue scientifique Communications Earth & Environment, relayée par l’AFP et le site spécialisé Phys.org, révèle qu’en Antarctique, les gigantesques déjections de manchots jouent un rôle inattendu dans la formation des nuages. Un mécanisme naturel finement lié aux écosystèmes marins et terrestres, qui pourrait contribuer à refroidir certaines zones du continent blanc.
Des excréments qui fabriquent… des nuages
Au cœur de ces travaux, menés par l’atmosphéricien Matthew Boyer de l’université d’Helsinki (Finlande), on trouve un acteur peu glamour : le guano, c’est-à-dire les excréments des manchots Adélie. En se décomposant, ces déjections émettent de l’ammoniac gazeux, un composé chimique bien connu des spécialistes de l’atmosphère.
Dans les régions côtières de l’Antarctique, cet ammoniac se mélange aux composés soufrés émis par le phytoplancton de l’océan Austral. Ensemble, ils donnent naissance à de minuscules particules capables de « nourrir » les nuages.
En présence de guano de manchots, la formation de particules capables de semer les nuages peut être jusqu’à 10 000 fois plus rapide qu’en temps normal.
Ces particules, appelées aérosols, servent de noyaux de condensation. La vapeur d’eau s’y accroche, se condense et forme des nuages bas. Or ces nuages reflètent une partie du rayonnement solaire vers l’espace, ce qui peut contribuer à limiter le réchauffement de la surface dans certaines zones.
Une campagne de mesures en Antarctique argentine
Pour mesurer ce phénomène, les chercheurs ont installé leurs instruments entre janvier et mars 2023 près de la base argentine Marambio, située au large de la péninsule Antarctique. Non loin de là se trouve une vaste colonie d’environ 60 000 manchots Adélie.
Les résultats ont surpris l’équipe : lorsque le vent arrivait de la colonie, les concentrations d’ammoniac atteignaient jusqu’à 13,5 parties par milliard, soit environ 1 000 fois plus que le niveau de fond habituel dans l’air de la région.
Matthew Boyer explique que cette poussée d’ammoniac change complètement la dynamique de l’atmosphère locale :
Selon les mesures rapportées par l’AFP, la présence d’ammoniac issu du guano accélère la formation de particules « jusqu’à quatre ordres de grandeur », c’est-à-dire jusqu’à 10 000 fois plus vite.
Autre constat marquant : l’effet perdure longtemps. Un mois après la migration saisonnière des manchots, alors que la colonie avait quitté la zone, l’ammoniac restait environ 100 fois au-dessus des niveaux habituels. Le sol saturé de guano agit comme une source lente et durable de gaz.
Un duo manchots–phytoplancton au cœur du climat côtier
L’étude souligne un « processus synergique » entre deux mondes a priori éloignés : les oiseaux marins et les micro-organismes marins. D’un côté, le phytoplancton de l’océan Austral émet des composés soufrés. De l’autre, les colonies densément peuplées de manchots produisent d’énormes quantités de guano, riche en azote et en ammoniac.
En combinant ces deux ingrédients, l’atmosphère au-dessus des zones côtières se charge en aérosols capables de favoriser la formation de nuages bas. Les chercheurs y voient un véritable « rétrocontrôle » naturel du climat : la vie influence les nuages, qui eux-mêmes influencent la température de surface.
- Guano de manchots Adélie → émission d’ammoniac
- Phytoplancton marin → émission de composés soufrés
- Ammoniac + soufre → formation accélérée de particules
- Particules → noyaux de condensation → nuages bas
- Nuages bas au-dessus de l’océan → réflexion accrue de la lumière solaire
Avec quelque 20 millions de couples reproducteurs de manchots répartis sur tout le continent, et des colonies pouvant produire chacune des centaines de tonnes de guano par an, l’impact global de ce mécanisme pourrait être loin d’être négligeable, rappellent les scientifiques.
Un effet refroidissant… pas partout et pas toujours
Tout n’est toutefois pas si simple. Matthew Boyer avertit que l’effet des nuages sur la température dépend fortement de la surface qu’ils survolent. Au-dessus de l’océan sombre, des nuages clairs renvoient une part notable de la lumière solaire vers l’espace et ont tendance à refroidir.
En revanche, au-dessus de la glace ou de la neige, la situation se complique. La neige fraîche renvoie déjà énormément de radiation solaire. Un nuage, qui reste moins réfléchissant que cette surface immaculée, peut parfois conduire à un léger réchauffement local en piégeant davantage de chaleur infrarouge émise par la Terre.
Les nuages liés aux excréments de manchots ne représentent donc pas un « bouclier » climatique uniforme, mais un mécanisme local aux effets variables selon l’endroit et la saison.
Les chercheurs insistent ainsi sur la grande complexité du système climatique, où un même processus peut refroidir une zone et, dans certaines conditions, réchauffer légèrement une autre.
Quand la biodiversité façonne le climat
Pour Matthew Boyer, cette étude met en lumière un message plus large : les écosystèmes et l’atmosphère sont intimement liés. Il affirme auprès de l’AFP qu’« on voit ici une connexion profonde entre les processus de l’écosystème et le climat ».
La biologiste marine Rose Foster-Dyer, de l’université de Canterbury en Nouvelle-Zélande, citée par le média Inside Climate News, rappelle que certains manchots, comme le manchot empereur, ont déjà traversé de nombreuses variations climatiques naturelles. Selon elle, ces espèces possèdent une certaine capacité d’adaptation, mais la rapidité actuelle du réchauffement lié aux activités humaines change la donne.
Elle estime ainsi que tout évolue « à une vitesse telle qu’il devient très difficile d’anticiper » la réaction des populations de manchots. Or si ces populations venaient à fortement décliner ou à se déplacer, le subtil mécanisme de refroidissement associé à leurs colonies pourrait lui aussi s’affaiblir.
Les manchots, véritables « ingénieurs du climat » antarctiques
Grâce à ces travaux, les manchots se révèlent bien plus que de simples symboles de l’Antarctique. Ils façonnent les sols, enrichissent les eaux côtières en nutriments… et participent, indirectement, au contrôle de la couverture nuageuse.
| Rôle des manchots | Effet associé |
|---|---|
| Production massive de guano | Émission d’ammoniac dans l’atmosphère |
| Concentration en colonies denses | Points chauds d’aérosols favorisant la formation de nuages |
| Présence proche des zones riches en phytoplancton | Interaction renforcée avec les composés soufrés marins |
Les chercheurs parlent parfois d’« ingénieurs de l’écosystème » pour désigner les espèces qui transforment profondément leur environnement. Dans le cas des manchots, cette « ingénierie » ne se limite pas au sol ou à la chaîne alimentaire : elle s’étend jusqu’aux couches basses de l’atmosphère.
Nuages, aérosols : ce que cela change pour un lecteur français
En France, le rôle des animaux dans la formation des nuages ne se manifeste évidemment pas à cette échelle. Les mécanismes étudiés en Antarctique restent spécifiques à un environnement très froid, isolé et dominé par des colonies immenses d’oiseaux marins.
Dans l’Hexagone, les scientifiques s’intéressent plutôt aux aérosols d’origine humaine (pollution industrielle, trafic routier, agriculture) et naturelle (embruns marins, poussières désertiques, pollens). Le principe physique reste le même : de petites particules servent de support à la condensation de la vapeur d’eau et modifient les propriétés des nuages.
Les programmes de recherche français, portés notamment par le CNRS et Météo-France, étudient par exemple la façon dont les émissions d’ammoniac agricole, combinées à d’autres polluants atmosphériques, créent des particules fines. Celles-ci influencent la qualité de l’air, la santé humaine et, à plus grande échelle, certains paramètres du climat régional.
L’étude menée en Antarctique intéresse donc aussi les climatologues français, car elle illustre jusqu’où peut aller l’interaction entre vivant et atmosphère, même dans des régions très éloignées des zones habitées.
Guano, ammoniac, nuages : quelques précisions utiles
Qu’est-ce que le guano exactement ?
Le terme « guano » désigne l’accumulation d’excréments d’oiseaux marins, de chauves-souris ou de phoques, très riche en azote, en phosphore et en oligo-éléments. Depuis le XIXᵉ siècle, il est utilisé comme engrais naturel dans de nombreuses régions du monde en raison de sa forte teneur en nutriments.
En Antarctique, les gigantesques tapis de guano qui entourent les colonies de manchots constituent une source concentrée d’ammoniac. Une partie de cet ammoniac rejoint ensuite l’atmosphère, surtout pendant l’été austral, lorsque les températures sont un peu moins extrêmes.
Pourquoi l’ammoniac change-t-il la formation des nuages ?
L’ammoniac (NH₃) est un gaz alcalin qui va réagir avec des acides présents dans l’air, comme l’acide sulfurique formé à partir des composés soufrés du phytoplancton. Ces réactions produisent des particules très fines, parfois de quelques nanomètres de diamètre seulement, qui grandissent ensuite par condensation d’autres gaz.
Une fois qu’elles atteignent une certaine taille, ces particules agissent comme des « embryons » de gouttelettes. Sans elles, la vapeur d’eau aurait beaucoup plus de mal à se condenser. La présence d’ammoniac en quantité modifie donc la vitesse à laquelle ces particules naissent et grossissent, d’où les facteurs d’augmentation impressionnants observés par l’équipe de Matthew Boyer.
Ce type d’étude permet aux climatologues d’affiner les modèles numériques utilisés pour anticiper l’évolution du climat. Intégrer correctement de tels processus, même très locaux, améliore la compréhension globale du système terrestre, depuis l’Antarctique jusqu’aux moyennes latitudes où vivent la plupart des lecteurs français.
