Un projet contre l’acidification des océans

L’océan contient 50 fois plus de carbone que l’atmosphère et il échange chaque année des quantités importantes de carbone avec cette dernière. En conséquence, l’augmentation continue du dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère ne modifie pas uniquement notre climat, cela modifie également nos océans.

Dans cet article nous allons voir ce que mettent en œuvre des scientifiques du monde entier pour essayer de comprendre tout le fonctionnement de ce problème pour, à terme, pouvoir le résoudre. Nous allons également voir ce qu’est l’acidification des océans (de façon simplifiée), ainsi que ces causes et ces conséquences.

Un projet scientifique qui combat l’acidification des océans

L’un des pays les plus touchés par l’acidification des océans est la Nouvelle-Zélande. Après plus d’une décennie de recherche menée sur le sujet, les moyens mis en œuvre pour lutter contre l’acidification des océans n’ont jamais été aussi grands.

De 2016 à 2019, un projet mené par NIWA nommé CARIM (acidification côtière : taux, impacts et gestion) a lutté contre l’acidification côtière en Nouvelle-Zélande. Ce projet a montré ce que la coopération, l’optimisme et la science intelligente peuvent faire.

Réunis autour d’un seul objectif, CARIM se compose de nombreux partenaires qui sont, Cawthron et les universités d’Otago et d’Auckland, Iwi, parties prenantes nationales (y compris l’industrie de l’aquaculture de mollusques et de crustacés, MPI, conseils régionaux, DOC (et le Hauraki Gulf Forum) et des scientifiques internationaux (États-Unis et Australie).

Ce projet scientifique a examiné les effets de l’acidification sur la production primaire, la qualité des aliments et la disponibilité de l’habitat pour les écosystèmes, en mettant particulièrement l’accent sur la sensibilité des différentes étapes de la vie des espèces emblématiques de la Nouvelle-Zélande. Les informations expérimentales ont été combinées dans des modèles de prévision de population pour projeter le succès futur de ces espèces.

Mais CARIM c’est aussi un moyen de sensibiliser les populations. Il comprenait également une composante de sensibilisation, comprenant un site Web, un accès surveillé aux données, et un projet Oceans Guardian pour les écoles et les communautés locales.

Nous sommes maintenant en 2019 et c’est le 18 Avril 2019 que le dernier rapport sur ce projet a été publié. NIWA a déclaré que ce rapport fournit aux Néo-Zélandais des preuves claires que nos systèmes de climat, d’eau douce et de mer changent. Le rapport Environnement Aotearoa (nom maori du pays) 2019, établi par le ministère de l’Environnement et Statistics New Zealand, offre une analyse complète des conséquences que peut causer l’acidification des océans.

Toutes ces recherches menées depuis de nombreuses années (la plupart par NIWA), permettent à présent aux décideurs de prendre des décisions fondées en faveur de l’environnement. Ils vont également pouvoir déterminer le degré de priorité des efforts et des investissements.

Le responsable du NIWA climate Andrew Tait a déclaré que “Les défis de la réduction de nos polluants atmosphériques urbains et des émissions nationales de gaz à effet de serre et de notre adaptation à un climat très variable et changeant sont d’une importance capitale et affectent tous les Néo-Zélandais.” L’ensemble des données récoltées ont fourni des informations détaillées non seulement sur l’acidification mais également sur les changements de températures, l’élévation du niveau de la mer, la fréquence et l’intensité des inondations et des sécheresses, le retrait des glaciers et les émissions de gaz à effet de serre.

Alors n’oublions pas que malgré tous les dégâts que l’Humanité a engendrés, il y a de nombreuses personnes, scientifiques ou pas, qui se battent et mettent leurs capacités et leurs ressources au profit de l’environnement.

Dans une deuxième partie, moins optimiste, nous allons voir ce qu’est l’acidification des océans et pourquoi c’est un problème mondial important.

Qu’est-ce que l’acidification des océans ?

Comme tous les liquides, les océans ont un pH, c’est-à-dire, un potentiel hydrogène. Le pH mesure l’acidité; à 7 il est neutre (comme l’eau par exemple), à 14 il est basique et à 0 le liquide est acide. L’acidification des océans est donc la diminution du pH des océans. Le pH moyen des océans se situe normalement à 8,25, mais le problème est que de 1751 à 2004, le pH a baissé jusqu’à atteindre 8,14.

Cette acidification peut s’expliquer en quatre étapes :

  1. Les océans possèdent la capacité d’absorber le CO2 de l’atmosphère.
  2. Lorsqu’un océan en absorbe, ce CO2 se casse pour former de l’acide carbonique et des ions hydrogène. Ce qui augmente son acidité.
  3. Les ions hydrogène libérés se lie avec des ions bicarbonate pour former du bicarbonate, ce qui réduit la concentration des ions carbonate.
  4. Les ions carbonate sont requis par la vie marine pour former et maintenir les structures en calcium comme les coraux et les coquillages.

En premier lieu, ce phénomène est plutôt une bonne chose pour l’environnement. Les océans absorbe du CO2 donc son taux est moins élevé dans l’atmosphère. Une sorte de fonction de recyclage finalement. Mais cette capacité semble se dégrader en raison des effets combinés du réchauffement climatique et de l’acidification des océans.

Le problème survient alors lorsque les quantités de CO2 présentes dans l’atmosphère sont anormalement élevées. Comme c’est le cas aujourd’hui.

Selon l’OMM (l’organisation météorologique mondiale), cette acidification pourrait en partie expliquer l’augmentation annuelle record mesurée lors de ce siècle en termes d’augmentation du taux de CO2 dans l’atmosphère, et donc contribuer au dérèglement climatique. Selon les données réunies par l’OMM en 2013-2014, l’océan mondial absorbe actuellement un quart environ des émissions anthropiques de CO2, soit environ 4 kg de CO2 par jour et par personne (c’est-à-dire près de 22 millions de tonnes de CO2 absorbée par jour de manière globalisée).

Qu’elles sont les causes de l’acidification des océans ?

Avec tout ce que vous avez appris au début de l’article la réponse parait évidente, mais cela reste tout de même important d’en parler et d’énoncer les faits. Car il a été identifié au moins trois causes anthropiques (d’origine Humaine) à cette acidification :

  1. La plus évidente et la plus importante, les rejets de CO2 dans l’atmosphère.
  2. Les gazs (azote réactif) relâchés par les moteurs (voiture et autres), l’agriculture et le chauffage qui contaminent l’atmosphère puis les océans via la pluie et les cours d’eau. Des analyses montrent que l’Homme a plus que doublé la quantité de ces gaz qui entrent dans la biosphère annuellement. Particulièrement à partir de 1895 et avec une forte augmentation de 1960 à 2010.
  3. L’absorption de composés nocifs (souffre) rejetés par le pétrole, le charbon et le gaz. Le soufre, lors de la combustion se transforme en effet en dioxyde de soufre, source d’acide sulfureux et d’acide sulfurique. La plupart des navires de marines marchandes et de marine de guerre utilisent encore des combustibles lourds très polluants et notamment d’aérosols soufrés.

Ces trois facteurs combinés accroissent des effets environnementaux négatifs, et acidifient les eaux marines plus rapidement que ce que prévoient les scientifiques. Chaque année, de l’azote actif et du soufre sont injectés dans l’atmosphère mais dans des quantités qui sont très inférieures à celles du CO2. Malgré cela, cet azote a déjà un impact sur les littoraux équivalents à 10 à 50 % de celui du CO2.

De plus, il semble que les zones naturellement désoxygéner (zones mortes) ne remplissent plus leur rôle d’absorption et de stockage du carbone (puits de carbone), et que l’acidification est un phénomène capable de s’auto-entretenir.

Qu’elles sont les conséquences de l’acidification des océans ?

En perturbant les écosystèmes, notamment coralliens, l’acidification des océans met en danger de nombreuses espèces. Elle conduit également à la dégradation de la qualité de l’eau en attaquant les animaux à coquilles, qui constituent les principaux filtreurs et nettoyeurs des océans.

D’autres espèces, tels que les oursins, semblent très sensibles à cette acidité et peuvent même perdre leur capacité de reproduction.

Danger alimentaire

En 2013 (période qui commence déjà à dater), 540 experts et scientifiques se sont réunis au symposium de Monterey pour parler de l’acidification des océans. Selon eux, la diminution ou disparition de certaines espèces consommées par l’Homme (poissons notamment) aurait des conséquences sur la sécurité alimentaire (capacité pour tous les êtres humains d’avoir toujours accès à une bonne nourriture).

Danger climatique

La surpêche, la pollution de l’eau et la réduction de la couche d’ozone se complémentent à l’acidification des eaux. Ce qui augmente la dégradation du puits de carbone océanique planétaire.

Cette menace climatique n’est pas la seule à exister car au cours de ces dernières décennies, le changement climatique actuel n’a fait que s’accélérer. Malgré l’action bénéfique de l’absorption du carbone anthropique par l’océan, des réactions en sens inverses (rétroactions) ont été provoquées. En effet, cette absorption de carbone anthropique est le résultat de processus physico-chimiques dans lequel la biologie marine joue un rôle clé dans le cycle du carbone naturel en séquestrant de grandes quantités de carbone dans les eaux de l’océan profond. Des modifications de ces processus physiques, chimiques ou biologiques, conduisent à des rétroactions dans le système climatique et ainsi accélérer ou ralentir le changement climatique en cours. Ces rétroactions entre le climat, l’océan et ses écosystèmes ont besoin d’être mieux comprises afin de pouvoir prédire de façon plus solide l’évolution des caractéristiques de l’océan du futur, et l’évolution combinée du CO2 atmosphérique et de notre climat.

Danger sur le comportement de certains poissons

Cette catégorie de conséquences pourrait provoquer la disparition de certaines espèces marines par le biais de la sélection naturelle. Cela pourrait également fortement compliquer, voire menacer, la reconstitution des populations de poissons sur des zones de récifs.

Voici plusieurs anecdotes pour illustrer ce propos :

  1. Une étude datant des années 2000 a montré que les odeurs portées par l’eau permettaient aux poissons de récifs de s’orienter, de détecter et d’éviter des prédateurs ainsi que de trouver des zones favorables à leur survie et à leur croissance. Malheureusement l’acidification des océans détruit l’odorat des poissons.
  2. Une étude de 2009 a révélé que les larves de poissons clown peuvent perdre leur odorat à cause de l’acidification des océans. Pire encore, elles peuvent être attirées vers des odeurs qui normalement sont synonymes de danger pour elles.
  3. Des travaux datant de 2014 environ ont été menés sur un récif du centre de la barrière de corail de Papouasie-Nouvelle-Guinée. Cette zone est naturellement acidifiée par du gaz (CO2) qui sort en permanence d’un volcan sous-marin. Ces études ont déterminé qu’une eau acidifiée (comparable à celle qui baignera la plupart des récifs coralliens du monde entier dans 50 à 80 ans, selon les chercheurs) peut conduire certains poissons à se suicider en suivant les odeurs de leurs prédateurs. Les poissons carnivores semblent plus touchés par ce phénomène que les poissons herbivores.
  4. En 2011, une autre étude a montré que l’audition du poisson clown est également dégradée (dès le stade juvénile) quand l’eau est acidifiée, ce qui perturbe par exemple leur capacité à se diriger vers le récif ou vers un lieu particulier.
  5. Une étude de 2015 a constaté qu’il y a également des problèmes qui sont apparus chez certains prédateurs. Leurs capacités à détecter leurs proies par l’odeur, c’est amoindri. L’expérience a été faite sur de jeunes requins placés dans une eau enrichie en CO2 comme on pense qu’elle le sera en 2050 ou 2100.

Danger pour la chaîne alimentaire marine

Le phytoplancton est à la base de la chaîne alimentaire océanique (réseau trophique). Ces organismes sont responsables de presque 50 % de la formation globale de matière organique (productivité primaire) à partir de minéraux et d’énergie (photosynthèse). Leur rôle dans la vie océanique est donc extrêmement important.

Malheureusement, l’acidification des océans entraîne un changement grave dans la composition des communautés phytoplanctoniques. Cela crée de l’acide qui empêche la formation de coquille chez les espèces de phytoplancton qui utilisent du calcium pour vivre. Cette acidité peut également causer la dissolution des coquilles déjà formées. Ce phénomène est également capable d’affecter directement certains organismes puisque cela peut entraîner une diminution du diamètre des cellules.

De plus, lorsque le réchauffement climatique vient s’ajouter à l’acidification des océans cela crée de nouveaux problèmes tels que la diminution de la biomasse et de la productivité des phytoplanctons à la surface de l’océan. Ceci provoque à son tour une réduction des nutriments à la surface de l’eau ainsi qu’une diminution du taux de photosynthèse.

Malgré tous ces phénomènes il semblerait que certaines espèces de phytoplanctons non-calcifiantes tel que les cyanobactéries et les algues vertes sont affectés différemment par l’acidification. Elles bénéficient en effet de ce bouleversement pour différentes raisons. Entre autres, un milieu plus acide aurait pour effet d’augmenter la disponibilité de certains nutriments ainsi que de réduire la compétition interspécifique en réduisant le nombre d’espèces dans un écosystème donné (perte des espèces calcifiantes). Cela cause la croissance exponentielle de certaines espèces de microalgues et conséquemment l’eutrophisation des plans d’eau affectés.

L’eutrophisation des milieux aquatiques est un déséquilibre. Elle est caractérisée par une croissance excessive des plantes et des algues due à la forte disponibilité des nutriments. Les algues qui se développent grâce à ces substances nutritives absorbent de grandes quantités d’oxygène, lorsqu’elles meurent et se décomposent. Leur prolifération provoque l’appauvrissement, puis la mort de l’écosystème aquatique présent : il ne bénéficie plus de l’oxygène nécessaire pour vivre, ce phénomène est appelé « asphyxie des écosystèmes aquatiques ».

Cependant, toutes les conséquences liées à la perte de diversité et de biomasse des populations de phytoplancton sont encore peu connues.

Néanmoins, nous pouvons constater que l’augmentation planétaire de CO2 dans l’atmosphère engendre des centaines et des centaines de conséquences mortelles. En cela nous y retrouvons parfaitement bien la métaphore de l’effet papillon.

Ce qu’il faut retenir :

  • De 2016 à 2019, un projet mené par NIWA nommé CARIM (acidification côtière : taux, impacts et gestion) a lutté contre l’acidification côtière en Nouvelle-Zélande. Ce projet a montré ce que la coopération, l’optimisme et la science intelligente peuvent faire.
  • Selon les données réunies par l’OMM en 2013-2014, l’océan mondial absorbe actuellement un quart environ des émissions anthropiques de CO2, soit environ 4 kg de CO2 par jour et par personne (c’est-à-dire près de 22 millions de tonnes de CO2 absorbée par jour de manière globalisée).
  • Les causes de l’acidification des océans sont anthropiques (d’origine Humaine) et ce phénomène est capable de s’auto-entretenir.
  • La surpêche, la pollution de l’eau et la réduction de la couche d’ozone se complémentent à l’acidification des eaux. Ce qui augmente la dégradation du puits de carbone océanique planétaire (voire plus haut dans l’article ce qu’est un puits de carbone).


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