Hydrothermal vents trigger massive phytoplankton blooms in the Southern Ocean

• Published in: Nature Communications
• Main Authors: Ardyna, Mathieu, Lacour, Leo, Sergi, Sara, D'Ovidio, Francesco, Sallée, Jean-Baptiste, Rembauville, Mathieu, Blain, Stéphane, Tagliabue, Alessandro, Schlitzer, Reiner, Jeandel, Catherine, Arrigo, Kevin Robert, Claustre, Hervé
• Other Authors: Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Stanford University, Université Laval Québec (ULaval), Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), Laboratoire d'Océanographie Microbienne (LOMIC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire océanologique de Banyuls (OOB), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Earth Ocean and Ecological Sciences Liverpool, University of Liverpool, Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), SOCLIM (Southern Ocean and climate) supported by the French research program LEFE-CYBER of INSU-CNRS, European Project: 637770,H2020,ERC-2014-STG,WAPITI(2015), European Project: 246777,EC:FP7:ERC,ERC-2009-AdG,REMOCEAN(2010)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2019
• Subjects: Element cycles; Marine biology; Carbon cycle; [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography; Antarctic; Indian; Southern Ocean; The Antarctic; Antarc*
• Online Access: https://hal.sorbonne-universite.fr/hal-02165678; https://hal.sorbonne-universite.fr/hal-02165678/document; https://hal.sorbonne-universite.fr/hal-02165678/file/s41467-019-09973-6.pdf; https://doi.org/10.1038/s41467-019-09973-6

Hydrothermal activity is significant in regulating the dynamics of trace elements in the ocean. Biogeochemical models suggest that hydrothermal iron might play an important role in the iron-depleted Southern Ocean by enhancing the biological pump. However, the ability of this mechanism to affect large-scale biogeochemistry and the pathways by which hydrothermal iron reach the surface layer have not been observationally constrained. Here we present the first observational evidence of upwelled hydrothermally influenced deep waters stimulating massive phytoplankton blooms in the Southern Ocean. Captured by profiling floats, two blooms were observed in the vicinity of the Antarctic Circumpolar Current, downstream of active hydrothermal vents along the Southwest Indian Ridge. These hotspots of biological activity are supported by mixing of hydrothermally sourced iron stimulated by flow-topography interactions. Such findings reveal the important role of hydrothermal vents on surface biogeochemistry, potentially fueling local hotspot sinks for atmospheric CO 2 by enhancing the biological pump.