Comment le plancton marin influence la formation des nuages via l’acide méthanesulfonique (MSA)

Pendant près de 50 ans, les scientifiques ont débattu de la capacité des micro-organismes marins à réguler le climat. Une expérience marquante menée au CERN apporte aujourd’hui la preuve la plus solide que oui – et que les modèles climatiques actuels passent à côté d’un élément clé.

En juin 2026, la collaboration CLOUD (Cosmics Leaving Outdoor Droplets) a publié dans Nature des résultats démontrant que l’acide méthanesulfonique (MSA), un composé issu des émissions de plancton, est un moteur bien plus important de la formation de germes de nuages qu’on ne le pensait . Cette découverte a des implications immédiates pour la précision des modèles climatiques et les projections du réchauffement futur.

Du plancton aux nuages : la chaîne de réactions

Tout commence avec le phytoplancton marin. Lors de la photosynthèse, ces organismes microscopiques libèrent du diméthylsulfure (DMS) – le gaz responsable de l’odeur familière de la mer . Dans l’atmosphère, le DMS s’oxyde au contact des radicaux hydroxyle, produisant à la fois de l’acide sulfurique et de l’acide méthanesulfonique (MSA) .

Ce que l’expérience CLOUD a révélé, c’est que le MSA n’est pas un sous-produit mineur. Dans les conditions atmosphériques froides – typiques de la haute troposphère marine et des régions polaires – le MSA agit comme un moteur efficace de formation et de croissance de nouvelles particules, avec une volatilité ultra-faible comparable à celle de l’acide sulfurique . Ces particules deviennent des noyaux de condensation nuageuse (CCN), les germes autour desquels se forment les gouttelettes de nuages .

Ce mécanisme est particulièrement efficace dans l’air marin froid et propre, là où l’acide sulfurique seul ne peut pas nucléer efficacement les particules .

Pourquoi c’est un tournant scientifique

Pendant des décennies, l’« hypothèse CLAW » (du nom de ses auteurs Charlson, Lovelock, Andreae et Warren) suggérait que les émissions de DMS du plancton pouvaient réguler le climat via la formation de nuages . Mais ce mécanisme était considéré comme faible ou incertain . Les expériences CLOUD montrent désormais que la voie pilotée par le MSA est une route majeure, jusque-là négligée – en particulier dans les régions climatiquement cruciales de l’océan Austral et de l’Arctique .

« La biosphère marine pourrait être mieux capable de compenser les futures réductions des aérosols anthropiques qu’on ne le pensait », a déclaré la collaboration CLOUD .

Précision des modèles climatiques : un écart de 50 % dans les concentrations de CCN

La plupart des modèles climatiques mondiaux n’incluaient pas la formation de nouvelles particules pilotée par le MSA. Lorsque les données de CLOUD ont été intégrées dans le modèle global aérosol-climat EMAC, les résultats ont été frappants : l’inclusion de la formation et de la croissance des particules par le MSA a entraîné une augmentation d’au moins 50 % des concentrations de noyaux de condensation nuageuse au-dessus de l’océan Austral et des régions polaires .

C’est un effet important dans l’une des régions les plus déterminantes pour le climat sur Terre. Les études observationnelles confirment cet impact : au-dessus des efflorescences de phytoplancton, la concentration de gouttelettes nuageuses peut doubler, et leur rayon peut diminuer de 14 %, produisant un forçage radiatif aux courtes longueurs d’onde allant jusqu’à -15 W/m² au sommet de l’atmosphère – comparable à l’effet indirect des aérosols dans les régions très polluées .

Alors que les émissions humaines d’aérosols diminuent (grâce aux politiques de dépollution), les aérosols naturels issus du plancton pourraient prendre le relais pour ensemencer les nuages, modifiant ainsi les projections de l’évolution des nuages dans un avenir plus propre .

Implications pour les projections du réchauffement futur

Ces résultats suggèrent que la rétroaction DMS-nuage de la biosphère pourrait être plus forte que ce que supposent les modèles actuels de type GIEC. Cela pourrait signifier une rétroaction négative naturelle qui compenserait en partie le réchauffement :

• Refroidissement maximal dans les régions polaires : les études de modélisation indiquent qu’à mesure que les émissions de DMS augmentent à l’échelle mondiale, l’effet de refroidissement le plus fort se produit au-dessus de l’Arctique, associé à des modifications de la rétroaction de l’albédo de la glace de mer .

• Modération potentielle de l’amplification arctique : si la rétroaction plancton-nuage se renforce avec le réchauffement (car des océans plus chauds pourraient augmenter l’activité biologique et les émissions de DMS), cela pourrait atténuer les taux de réchauffement projetés dans l’Arctique .

• Incertitude accrue sur la sensibilité climatique : la voie du MSA étant absente de la plupart des modèles actuels, la sensibilité climatique réelle – c’est-à-dire le réchauffement pour une augmentation donnée du CO₂ – pourrait être affectée.

Réserves importantes

La force de cette rétroaction reste incertaine. Certaines études antérieures ont montré une faible sensibilité des CCN aux variations d’émissions de DMS à l’échelle mondiale, et l’hypothèse CLAW a été controversée . Les résultats de CLOUD relancent et renforcent le débat, mais l’intégration complète de la chimie du MSA dans les modèles du système Terre et la validation par des observations sont encore en cours . Ces résultats sont très récents (publiés les 24 et 25 juin 2026) et n’ont pas encore été évalués par l’ensemble de la communauté des modélisateurs du climat.

Prochaines étapes

L’expérience CLOUD continue de fournir une compréhension mécaniste de la formation des particules d’aérosol, qui pourra être paramétrée dans les modèles climatiques . Les prochaines étapes clés comprennent : l’intégration de la chimie du MSA dans les modèles du système Terre de type GIEC, la validation des effets modélisés par des observations de terrain sur l’océan Austral et l’Arctique, et l’évaluation de l’évolution de cette rétroaction dans différents scénarios de réchauffement.

Ce qui est déjà clair : la biologie des océans pourrait avoir un mot à dire bien plus important sur le climat futur que ce que les modèles lui ont accordé jusqu’à présent.