Andrew Babbin essaie de faire la lumière pour des voyages de travail. En plus des éléments essentiels de voyage, cependant, il apporte également un rouleau de ruban électrique, de ruban adhésif, de ruban de laboratoire, d’un paquet de liens de câbles et de cordons élastiques.
“C’est mon kit MacGyver: on ne sait jamais quand vous devez truquer quelque chose à la volée sur le terrain ou réparer un sac cassé”, explique Babbin.
Les voyages que Babbin fait sont éloignés en mer, lors des croisières d’un mois, où il travaille pour goûter des eaux au large de la côte du Pacifique et dans l’océan. Dans les endroits éloignés, les éléments essentiels de réparation sont souvent utiles, comme lorsque Babbin a dû se fermeter une clé à un dispositif d’échantillonnage pour l’aider à couler à travers un lac glacé Antarctique.
Babbin est un océanographe et un biogéochimiste marin qui étudie les microbes marins et les façons dont ils contrôlent le cyclisme de l’azote entre l’océan et l’atmosphère. Cet échange aide à maintenir des écosystèmes océaniques sains et soutient la capacité de l’océan à stocker le carbone.
En combinant des mesures qu’il prend dans l’océan avec des expériences dans son laboratoire du MIT, Babbin travaille à comprendre les liens entre les microbes et l’azote océan, ce qui pourrait à son tour aider les scientifiques à identifier les moyens de maintenir la santé et la productivité de l’océan. Son travail l’a amené dans de nombreuses régions côtières et océaniques à travers le monde.
“Vous devenez vraiment un océanographe et un scientifique de la Terre pour voir le monde”, explique Babbin, qui a récemment obtenu le mandat en tant que professeur de développement de carrière Green de Cecil et Ida dans le département de terre du MIT, des sciences atmosphériques et planétaires. “Nous adoptons la diversité des lieux et des cultures sur cette planète. Voir juste une petite fraction de cela est spécial.”
Un cycle puissant
L’océan est une présence constante pour Babbin depuis l’enfance. Sa famille est du comté de Monmouth, New Jersey, où lui et sa sœur jumelle ont grandi en jouant le long de la rive de Jersey. Quand ils étaient des adolescents, leurs parents ont emmené les enfants en vacances de croisière en famille.
“J’ai toujours aimé être sur l’eau”, dit-il. “Mes parties préférées de l’une de ces croisières étaient les jours en mer, où vous étiez juste au milieu d’un bassin océanique avec de l’eau tout autour de vous.”
À l’école, Babbin a gravité vers les sciences, et la chimie en particulier. Après le lycée, il a fréquenté l’Université Columbia, où une visite au département de l’ingénierie de la Terre et de l’environnement de l’école a catalysé une réalisation.
“Pour moi, c’était toujours cette excitation à propos de l’eau et de la chimie, et c’était cette touche de” Oh wow, il n’est pas nécessaire que l’un ou l’autre “”, explique Babbin.
Il a choisi de se spécialiser en génie terrestre et environnemental, avec une concentration dans les ressources en eau et les risques climatiques. Après avoir obtenu son diplôme en 2008, Babbin est retourné dans son pays d’origine, où il a fréquenté l’Université de Princeton et a établi un cours pour un doctorat en géosciences, en mettant l’accent sur l’océanographie chimique et la microbiologie environnementale. Son conseiller, l’océanographe Bess Ward, a pris Babbin en tant que membre de son groupe de recherche et l’a invité à plusieurs croisières d’un mois dans diverses parties du Pacifique tropical oriental.
“Je me souviens encore de ce premier voyage”, se souvient Babbin. “C’était un tourbillon. Tout le monde était allé à la mer un milliard de fois et chargé le bateau et attaché les choses, et je n’avais aucune idée de quoi que ce soit. Et en quelques heures, je faisais une expérience alors que le navire se balançait et ! “
Babbin a appris à déployer des canistères d’échantillonnage par-dessus bord, puis à les ramener et à analyser l’eau de mer à l’intérieur pour des signes d’azote – un nutriment essentiel pour tous les êtres vivants sur Terre.
Il s’avère que les plantes et les animaux qui dépendent de l’azote pour survivre ne peuvent pas le retirer de l’atmosphère eux-mêmes. Ils nécessitent une sorte de go-between, sous la forme de microbes qui «fixent» l’azote, en le convertissant de l’azote gazeux en formes plus digestibles. Dans l’océan, cette fixation de l’azote se fait par des espèces microbiennes hautement spécialisées, qui s’efforcent de rendre l’azote à la disposition des organismes microscopiques de type Phytoplancton qui sont le fondement de la chaîne alimentaire marine. Le phytoplancton est également une voie principale par laquelle l’océan absorbe le dioxyde de carbone de l’atmosphère.
Les micro-organismes peuvent également utiliser ces formes biologiquement disponibles d’azote pour l’énergie dans certaines conditions, en renvoyant l’azote dans l’atmosphère. Ces microbes peuvent également libérer un sous-produit de l’oxyde nitreux, qui est un puissant gaz à effet de serre qui peut également catalyser la perte d’ozone dans la stratosphère.
Grâce à ses études supérieures, en mer et en laboratoire, Babbin est devenu fasciné par le cyclisme de l’azote et le rôle que jouent les microbes fixant l’azote pour soutenir les écosystèmes de l’océan et le climat dans l’ensemble. Un équilibre entre les entrées et les sorties d’azote soutient le phytoplancton et maintient la capacité de l’océan à absorber le dioxyde de carbone.
“Certaines des questions vraiment urgentes en biogéochimie océanique concernent ce cyclisme de l’azote”, explique Babbin. “Comprendre les façons dont cet élément passe à travers l’océan et comment il est au cœur de la santé de l’écosystème et du climat de la planète a été vraiment puissant.”
En laboratoire et en mer
Après avoir terminé son doctorat en 2014, Babbin est arrivé au MIT en tant que post-doctorant au Département de génie civil et environnemental.
“Mon premier sentiment quand je suis venu ici était, Wow, c’est vraiment un terrain de jeu de nerd”, dit Babbin. “J’ai adopté faire partie d’une culture où nous cherchons à mieux comprendre le monde, tout en faisant les choses que nous voulons vraiment faire.”
En 2017, il a accepté un poste de professeur dans le département de la Terre du MIT, les sciences atmosphériques et planétaires. Il a installé son espace de laboratoire, peint dans sa brillante orange préférée, au dernier étage du bâtiment vert.
Son groupe utilise des imprimantes 3D pour fabriquer des dispositifs microfluidiques dans lesquels ils reproduisent les conditions de l’environnement océanique et étudient le métabolisme des microbes et ses effets sur la chimie marine. Dans le domaine, Babbin a dirigé des expéditions de recherche vers les îles Galapagos et certaines parties du Pacifique oriental, où il a collecté et analysé des échantillons d’air et d’eau pour les signes de transformations d’azote et d’activité microbienne. Sa nouvelle station de mesure dans les Galapagos est capable de déduire les émissions marines d’oxyde d’azote à travers une grande bande de l’océan Pacifique tropical oriental. Son groupe a également navigué vers le sud de Cuba, où les chercheurs ont étudié les interactions des microbes dans les récifs coralliens.
Plus récemment, Babbin s’est rendu en Antarctique, où il a installé un camp à côté des lacs gelés et a placé des échantillons d’eau glacée vierge qu’il analysera pour les restes génétiques de microbes anciens. Un tel ADN bactérien préservé pourrait aider les scientifiques à comprendre comment les microbes ont évolué et ont influencé le climat de la Terre sur des milliards d’années.
“Les microbes sont les terraformateurs”, note Babbin. “Ils l’ont été, depuis que la vie a évolué il y a plus de 3 milliards d’années. Nous devons réfléchir à la façon dont ils façonnent le monde naturel et comment ils réagiront à l’Anthropocène alors que les humains montent nous-mêmes avec la planète.”
Action collective
Babbin est désormais de tracer de nouvelles directions de recherche. En plus de son travail en mer et en laboratoire, il s’aventure dans l’ingénierie, avec un nouveau projet pour concevoir des capsules dénitrifiantes. Bien que l’azote soit un nutriment essentiel pour maintenir un écosystème marin, trop d’azote, comme des engrais qui s’enfuit dans les lacs et les ruisseaux, peuvent générer des fleurs d’algues toxiques. Babbin cherche à concevoir des capsules écologiques qui frottent l’excès d’azote anthropique des voies navigables locales.
Il commence également le processus de conception d’un nouveau capteur pour mesurer les concentrations à faible teneur en oxygène dans l’océan. Alors que la planète se réchauffe, les océans perdent de l’oxygène, créant des «zones mortes» où les poissons ne peuvent pas survivre. Alors que d’autres, dont Babbin, ont essayé de cartographier ces zones minimales d’oxygène, ou OMZ, ils l’ont fait sporadiquement, en déposant des capteurs dans l’océan sur une plage limitée, une profondeur et des temps. Les capteurs de Babbin pourraient potentiellement fournir une carte plus complète des OMZ, car ils seraient déployés sur des véhicules de grande envergure, de plongée profonde et naturellement propulsifs: les requins.
“Nous voulons mesurer l’oxygène. Les requins ont besoin d’oxygène. Et si vous regardez où les requins ne vont pas, vous pourriez avoir une idée de l’endroit où l’oxygène n’est pas”, explique Babbin, qui travaille avec des biologistes marins sur les moyens de taguer Sharks avec des capteurs d’oxygène. “Un certain nombre de ces gros poissons pélagiques se déplacent fréquemment de haut en bas dans la colonne d’eau, afin que vous puissiez cartographier la profondeur à laquelle ils plongent et déduire quelque chose sur le comportement. Et ma suggestion est que vous pourriez également déduire quelque chose sur la chimie de l’océan . “
Lorsqu’il réfléchit à ce qui stimule de nouvelles idées et orientations de recherche, Babbin attribue au travail avec les autres, dans son propre groupe et à travers le MIT.
“Mes meilleures pensées proviennent de cette action collective”, explique Babbin. “Surtout parce que nous avons tous des éducation différents et approchons des choses sous une perspective différente.”
Il apporte cet esprit collaboratif à son nouveau rôle, en tant que directeur de mission pour le projet climatique du MIT. Avec Jesse Kroll, qui est professeur de génie civil et environnemental et de génie chimique, Babbin co-dirige l’une des six missions du projet: restaurer l’atmosphère, protéger la terre et les océans. Babbin et Kroll prévoient un certain nombre d’ateliers à travers le campus qu’ils espèrent généreront de nouvelles connexions, et déclencheront de nouvelles idées, en particulier autour des moyens d’évaluer l’efficacité des différentes stratégies d’atténuation du climat et de mieux évaluer les impacts du climat sur la société.
“Un domaine que nous voulons promouvoir est de penser à la science du climat et aux interventions climatiques comme deux côtés d’une même médaille”, explique Babbin. “Il y a tellement d’action qui essaie d’être catalysée. Mais nous voulons que ce soit la meilleure action. Parce que nous avons vraiment une chance de faire cela. Le temps est de l’essence.”
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