Le cycle océanique de l'azote

Les sources d’azote pour l’océan sont la fixation d’azote atmosphérique, les apports du ruissellement continental et la déposition atmosphérique. Le taux de fixation d’azote est estimé aux alentours de 135 Tg N a-1. Le ruissellement continental apporte environ 35 Tg N a-1 sous forme dissoute et environ 45 Tg N a-1 sous forme particulaire. La déposition atmosphérique est de 10-50 Tg N a-1, selon les auteurs.

Du côté des puits, l’enfouissement dans les sédiments et la dénitrification sont les principales sorties d’azote du système océanique. Le taux d’enfouissement dans les sédiments marins est estimé entre 10 et 25 Tg N a-1.

Le taux de dénitrification est moins bien connu. La dénitrification requiert des conditions anaérobiques et se déroule dans la colonne d’eau ainsi que dans les sédiments, essentiellement dans les premiers centimètres à millimètres. Les marges continentales et les océans Pacifique et Indien, plus appauvris en oxygène que l'océan Atlantique, sont des lieux privilégiés de dénitrification.

Le taux de dénitrification dans les sédiments est difficile à estimer, mais se situe vraisemblablement entre 180 et 300 Tg N a-1. Celui dans la colonne d’eau est également difficile à mesurer à cause des larges variations spatiales, Il se situe dans une fourchette com-#1#prise entre 65 et 150 Tg N a-1. Des taux particulièrement élevés sont mesurés dans des zones à faibles taux d’oxygène comme l’est de la zone tropicale du Pacifique et le nord-ouest de l’océan Indien.

L’émission de N2O vers l’atmosphère, bien qu’une source majeure de ce gaz pour l’atmosphère, ne représente qu’une partie insignifiante du cycle de l’azote océanique. Ces émissions se chiffrent à 4-7 Tg N a-1.

Le cycle de l’azote dans l’océan pourrait osciller en phase avec celui des glaciations. Il a été observé dans les sédiments marins que la perte d’azote de l’océan est particulièrement élevée durant les périodes de déglaciation. En soustrayant un élément nutritif essentiel et limitant ainsi la production phytoplanctonique et la fixation de CO2, et en conséquence permettant à la concentration atmosphérique de CO2 d’augmenter, le cycle de l’azote agirait ainsi dans le sens d’une rétroaction positive aux changements de température. Les variations de stocks d’azote dans l’océan proviendraient de légers changements dans le rapport des taux de fixation d’azote et de dénitrification, eux-mêmes provoqués par des changements de température et d'apports de fer, plus importants lors des épisodes glaciaires qu’interglaciaires.

Un couplage géographique entre la fixation d’azote et la dénitrification a également été mis en évidence, suggérant que la rétroaction entre les deux favoriserait un équilibre homéostatique entre les deux processus.

Figure 1. Le cycle de l'azote. Les réservoirs sont en Tg N et les flux en Tg N a-1.
Source: University of Michigan. lien externe