Une publication du 22 mai 2025 dans la revue Communications Earth & Environment détaille un phénomène naturel ayant des implications directes sur la dynamique climatique de l’Antarctique : la formation de nuages induite par le guano de manchots Adélie. Le mécanisme mis en lumière repose sur une chaîne de réactions entre ammoniac et acide sulfurique, catalysée par les conditions particulières du continent austral. La découverte, issue d’une collaboration entre l’Université d’Helsinki et des équipes de terrain antarctiques, ouvre une piste de recherche inédite sur les rétroactions biogéochimiques entre faune locale et atmosphère polaire.
De l’ammoniac aux aérosols, des réactions en chaîne
Au cœur du processus, une molécule : NH₃, l’ammoniac. Libéré à forte concentration par les excréments des manchots Adélie, ce composé gazeux azoté atteint localement des pics de 13,5 parties par milliard (ppb), selon les mesures réalisées durant l’été austral à la base Marambio (île Seymour). Ce taux, mille fois supérieur à la valeur de fond atmosphérique mesurée hors influence biologique, persiste même après le départ des manchots, le guano continuant d’émettre NH₃ sous forme volatile.
L’ammoniac interagit ensuite avec l’acide sulfurique (H₂SO₄), un produit de l’oxydation du diméthylsulfure (DMS), émis par le phytoplancton marin. Cette combinaison favorise la nucléation homogène — la création d’aérosols à partir du gaz — en formant des particules de sel ammonium-sulfate ((NH₄)₂SO₄). Ces aérosols hygroscopiques servent ensuite de noyaux de condensation (CCN, cloud condensation nuclei) pour la vapeur d’eau, amorçant la formation de nuages bas.
Un phénomène 1 000 fois plus rapide avec NH₃
Les données expérimentales, comparées aux modélisations antérieures en chambre de simulation, confirment que la présence d’ammoniac dans les déjections des manchots accélère la nucléation de manière exponentielle. Matthew Boyer, co-auteur de l’étude, précise que « la formation d’aérosols à base de H₂SO₄ peut s’opérer sans ammoniac, mais l’efficacité de la nucléation augmente d’un facteur mille lorsqu’il est présent ».
L’équipe a enregistré une hausse nette du nombre de particules ultrafines (taille inférieure à 50 nm) lors de vents orientés depuis la colonie. Trois heures après un tel épisode, un brouillard visible — constitué de ces particules en suspension — a été détecté, preuve visuelle de l’impact sur la microphysique atmosphérique.
Vers une modélisation intégrée : un défi pour les simulateurs climatiques
L’identification de cette source biologique d’aérosols secondaires soulève un enjeu majeur pour les systèmes de modélisation climatique de nouvelle génération. Actuellement, la plupart des modèles globaux de circulation atmosphérique (GCM) n’intègrent pas de manière explicite les émissions biogènes d’ammoniac issues de la faune, en particulier dans les zones polaires. Pourtant, la découverte d’un flux localisé mais intense, multipliant par mille les taux de nucléation, oblige à reconsidérer ces omissions.
Des équipes de l’ECMWF (Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme) ont déjà commencé à tester l’intégration de ces variables dans leurs modèles couplés atmosphère-océan. La difficulté principale réside dans la résolution spatiale : le phénomène est extrêmement localisé — quelques kilomètres autour des colonies — mais ses conséquences peuvent se diffuser à l’échelle régionale par transport atmosphérique.
Les chercheurs plaident pour un couplage renforcé entre écologie spatiale et modélisation atmosphérique : en suivant l’évolution des colonies, leur densité, et la persistance du guano sur site après migration, il deviendrait possible de prédire les pics d’émission d’ammoniac et leurs conséquences sur la couverture nuageuse. Un pas de plus vers une climatologie fine, intégrant non seulement les émissions industrielles ou végétales, mais aussi celles… d’une simple colonie de manchots.
De nouvelles implications pour la compréhension du climat polaire
La formation accrue de nuages bas pourrait réduire l’irradiation solaire directe sur la surface, abaissant localement les températures via un effet albédo renforcé. Bien que les données disponibles ne permettent pas encore de modéliser un impact à l’échelle macroscopique, les chercheurs estiment que ce mécanisme pourrait jouer un rôle significatif dans la régulation énergétique de la calotte Est-Antarctique.
Il s’agit d’un cas exemplaire de rétroaction biologique positive sur le climat : une faune génère une modification chimique qui induit un changement atmosphérique local, possiblement stabilisateur. Des analyses isotopiques et des campagnes multi-sites sont en cours pour évaluer l’extension spatiale du phénomène.
Et dire que par contre c’est le caca et les rots de nos bonnes vaches qui sont une des causes du l’effet de serre….