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Le développement durable à découvert

 | 
Agathe Euzen
, 
Laurence Eymard
, 
Françoise Gaill

Deuxième partie - L'environnement, un système global dynamique

11. Réchauffement et acidification des eaux

Serge Planes

Texte intégral

1Le réchauffement et l’acidification des océans trouvent leurs origines dans le changement climatique, dans lequel s’inscrit toute la planète, et qui a été largement décrit depuis quelques décennies. L’effet de serre*, principale cause du changement climatique, correspond au piégeage des radiations solaires par les gaz dits « à effet de serre » qui laissent passer la lumière (ondes courtes) venant du Soleil vers la Terre, mais qui piègent le rayonnement infrarouge (les ondes longues). Sans l’effet de serre, notre planète aurait une température moyenne de-18°C, au lieu des 15° C actuels. L’utilisation exponentielle des énergies fossiles (charbon et pétrole) au cours du XXe siècle s’est traduite par une augmentation du dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique, l’un des gaz contribuant à l’effet de serre, entraînant une augmentation des températures atmosphériques moyennes (cf. I.7).

Température et élévation du niveau des océans

2Par transfert d’énergie de l’atmosphère aux océans, la température de ces derniers augmente et la diffusion supplémentaire de CO2 dans les eaux provoque leur acidification. Les océans auraient absorbé à ce jour 80 à 90 % de la chaleur ajoutée au système climatique. Ce réchauffement est estimé à +0,6°C depuis les années 1960 pour les eaux de surface.

3Une des premières conséquences attendues de l’augmentation de la température des eaux de l’océan sur les organismes marins est le déplacement horizontal des espèces vers les hautes latitudes. Ainsi, des études récentes montrent, dans le cas de l’Atlantique nord, une remontée des espèces vers les pôles de 6,1 km par décennie. Les analyses suggèrent que le changement climatique global a commencé à affecter les systèmes biologiques de la planète. À quoi ressembleront les côtes du Golfe de Gascogne avec 2 à 3°C de plus à la fin du siècle ?

4Les conséquences vont, en outre, bien au-delà d’une simple augmentation de température, car celle-ci entraîne une dilatation des masses d’eaux océaniques et une fonte des glaces polaires, ces deux aspects se traduisant par une élévation du niveau des océans. Ainsi, environ 30 % de la montée du niveau de la mer seraient le résultat de la dilatation thermique des océans ; 60 % seraient causés par la fonte des glaces continentales (dont la moitié provient de la fonte des calottes polaires) ; et 10 % seraient dus à un flux des eaux continentales vers les océans. D’après les observations des satellites Topex-Poseidon et de Jason, entre août 1992 et décembre 2010, le niveau de l’océan serait monté d’environ 2,50 ± 0,20 mm par an.

Fig. 1 – Suivi des anomalies de température depuis plus d’un siècle. L’augmentation est significative à partir des années 1980

Fig. 2 – Les récifs coralliens de demain seront-ils comme aujourd’hui ? L’acidification devrait transformer les équilibres actuels et les formes rares d’aujourd’hui seront peut-être les formes dominantes de demain. © T. Vignaud

5Une augmentation trop importante de la température des océans pourrait aussi entraîner un déséquilibre dans la production actuelle de phytoplancton*déjà fragilisé par l’excès d’ultraviolet dû au trou de la couche d’ozone. Ces organismes décomposent le CO2 par photosynthèse. L’augmentation des UV-B pourrait réduire la production de phytoplancton de 6 à 12 %. Ainsi, diverses mesures réalisées dans l’hémisphère sud indiquent, dès à présent, une certaine baisse de la photosynthèse.

L’acidification des eaux

6La hausse des concentrations de dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère a entraîné une augmentation de l’absorption du CO2 par les eaux de surface océanique. Le système de carbone inorganique est un équilibre chimique délicat dans les océans qui contrôle pour une grande part le pH* de l’eau de mer. Par conséquent, l’absorption du CO2 par les océans, estimée entre un quart et un tiers des émissions atmosphériques de CO2 liées aux activités humaines depuis 1800, a produit des changements dans l’équilibre chimique de l’eau de mer et un abaissement du pH, phénomène couramment appelé « acidification des océans ». Bien que l’acidification des océans commence à être reconnue comme une menace globale, ses impacts sur les espèces marines et les services écosystémiques* sont encore sujets à discussion (cf. I.10).

7Les eaux océaniques de surface sont alcalines, avec un pH global moyen de l’ordre de 8,1. Depuis 250 ans, le pH moyen à la surface de la mer a baissé d’environ 0,1 unité de pH, soit une augmentation de 30 % des ions d’hydrogène – c'est-à-dire une acidification considérable des océans. Les prévisions annoncent une augmentation de la concentration de CO2 atmosphérique de 0,5 à 1 % par an au cours du XXIe siècle. L’océan est le plus grand réservoir naturel de carbone, absorbant entre ~26 et 29 % des émissions anthropiques annuelles de carbone. Cependant, la capacité d’absorption du CO2 par l’océan est réduite par l’acidification des océans, aggravant la problématique de la stabilisation de la concentration de CO2 atmosphérique. Les effets de l’acidification des océans sur les organismes et les écosystèmes marins sont encore l’objet de nombreux travaux.

8Une augmentation de l’acidification des océans réduit la disponibilité dans l’eau de mer des minéraux de carbonate (aragonite et calcite), qui sont des composants importants pour les plantes et les animaux marins (cf. II.21). Les concentrations d’ions carbonates sont plus basses qu’elles ne l’ont jamais été au cours des 800 000 dernières années. Il a été démontré expérimentalement qu’une augmentation de la pression partielle en CO2 dans l’océan (560 ppm) a un effet négatif sur la calcification, entraînant une diminution des taux de calcification entre 5 et 60 % chez les coraux ou les foraminifères. Au fur et à mesure que les océans du monde deviendront moins saturés en minéraux de carbonate, les organismes marins construiront des squelettes et des coquilles plus fragiles, et leurs taux de croissance seront donc plus bas.

Les récifs coralliens : un écosystème témoin

9Ce contexte est particulièrement préoccupant pour les récifs coralliens dont la calcification est le processus de base. Les travaux actuels montrent bien que l’acidification de l’eau de mer ralentit la synthèse du squelette calcaire des coraux. Toutefois, ces effets sont variables selon les espèces : les espèces dites « gagnantes » seront bénéficiaires alors que d’autres, dites « perdantes », seront défavorisées par ces changements d’équilibre minéraux. Les récifs coralliens d’aujourd’hui ne seront pas ceux de demain, et de nouvelles configurations apparaîtront. Le réchauffement des eaux, l’acidification des océans et leurs conséquences transformeront, à n’en pas douter, les écosystèmes marins, qui devront s’adapter. Le réservoir de biodiversité sera alors un gage de conservation.

Bibliographie

Références bibliographiques

• J.-P. GATTUSO et L. HANSSON – L’acidification des océans, Académie des Sciences, Livret sur l’environnement, 2013.

• Secrétariat de la Convention sur la diversité biologique – Synthèse scientifique des impacts de l’acidification des océans sur la biodiversité marine, Montréal, Cahier technique, 2010.

• UNIVERSCIENCE – www.cite-sciences.fr/ francais/ala_cite/ expositions/ocean-climat-et-nous/document/idv_ocean.pdf.

Table des illustrations

Légende Fig. 1 – Suivi des anomalies de température depuis plus d’un siècle. L’augmentation est significative à partir des années 1980
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Légende Fig. 2 – Les récifs coralliens de demain seront-ils comme aujourd’hui ? L’acidification devrait transformer les équilibres actuels et les formes rares d’aujourd’hui seront peut-être les formes dominantes de demain. © T. Vignaud
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/10622/img-2.jpg
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Auteur

Écologiste marin, Directeur de Recherche au CNRS, Responsable du CRIOBE, Directeur du LabEx « CORAIL », Moorea, Polynésie française.
serge.planes@criobe.pf

© CNRS Éditions, 2013

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