CO2 : la double peine pour les océans

Avec la hausse de la concentration du dioxyde de carbone (CO₂) dans l’air, les océans et leurs habitants ont du souci à se faire. En effet, qu’il reste dans l’atmosphère ou qu’il soit dissous dans les mers du globe, ce gaz massivement émis par les activités anthropiques impacte le fonctionnement des océans et la biodiversité qu’ils abritent.

Toujours plus chaud...

« Depuis l’ère préindustrielle, nous sommes passés d’une concentration de CO₂ dans l’air de 280 ppm¹ à environ 425 aujourd’hui, soit une augmentation de 40 %, commence Fabrice Pernet, chargé de recherche à l’Ifremer, à Plouzané². Si une partie reste dans l’atmosphère et renforce l’effet de serre, environ 25 % des émissions sont absorbées par les océans. » Dans le premier cas, le dioxyde de carbone entraîne le réchauffement de l’eau de mer, et dans le second, son acidification, « l’un n’allant pas sans l’autre ».

En contact avec l’atmosphère, les océans absorbent jusqu’à 90 % de sa chaleur excédentaire. « Le réchauffement que l’on peut ressentir à l’échelle humaine est infime par rapport à ce que les océans ont déjà capté, indique Florian Sévellec, directeur de recherche CNRS au Lops³, à Plouzané. Ce transfert de chaleur fonctionne comme entre une pièce chauffée et une autre plus froide : la différence de température tend à s’effacer. Mais comme l’océan et l’atmosphère sont traversés de flux et de phénomènes turbulents, l’équilibre n’est jamais complètement atteint. » Ce brassage est renforcé par une répartition inégale de la température et par les grands courants marins, qui font plonger en profondeur la chaleur excédentaire, contribuant au réchauffement général. Et cela n’est pas sans conséquences puisque la chaleur, en faisant varier sa température, modifie la densité de l’eau. « Nous avons affaire à des systèmes océaniques relativement complexes, poursuit le scientifique. Nous cherchons à savoir comment la circulation des océans réagit à cette chaleur intégrée de manière non-uniforme, et comment un nouvel équilibre pourrait se mettre en place. » En particulier, l’Amoc, un ensemble de courants qui joue un rôle clé dans la régulation du climat, pourrait être impacté⁴.

Mais il y a pire : comme sur terre, il existe des vagues de chaleur en mer. « On parle de canicule quand la température de surface dépasse un certain seuil pendant au moins cinq jours, définit Amélie Simon, également chercheuse au Lops. Ce seuil est crucial : comme les records sont régulièrement battus, il nous faut sans cesse le redéfinir⁵, sans quoi la canicule serait permanente. » Deux fois plus fréquentes aujourd’hui qu’avant la révolution industrielle, plus longues, plus intenses et plus étendues, ces canicules marines ont des conséquences potentiellement catastrophiques. « Déforestation de forêts d’algues laminaires, mortalité massive des espèces benthiques, migration des animaux les plus mobiles… Les vagues de chaleur peuvent tout brûler sous l’eau, comme un feu sur terre, avec des conséquences assez similaires sur la biodiversité marine. »

... et acide

L’océan absorbe donc de la chaleur, mais aussi du dioxyde de carbone. Fabrice Pernet explique : « Quand du CO2 se dissout dans l’eau, il forme de l’acide carbonique. Cet acide libère des protons (H+), ce qui fait baisser le pH de l’eau : c’est ainsi que l’acidification se produit. » Un phénomène ponctuellement renforcé par les apports d’eau douce, plus acide que l’eau de mer, notamment via la fonte des glaces. L’océan est aujourd’hui environ 25 % plus acide qu’à l’ère préindustrielle. À l’horizon 2100, l’acidité de l’eau de mer aura augmenté de 110 à 150 %, selon la trajectoire d’émissions la plus probable⁶. Un phénomène qui est, lui aussi, inégalement distribué. « Comme le CO2 se dissout mieux dans l’eau froide, les eaux polaires s’acidifient plus vite que les eaux équatoriales », précise le chercheur. La nature des sols peut également jouer un rôle. En Méditerranée, par exemple, les roches calcaires apportées par les affluents se dissolvent dans la mer et agissent comme un tampon naturel, limitant ainsi l’acidification, « un peu à la façon d’un amendement⁷ agricole ! »

Quelles sont les conséquences de cette acidification ? D’abord, les organismes marins en pâtissent, car elle affecte l’équilibre chimique des océans. « L’ajout de protons modifie l’équilibre des carbonates dans l’eau de mer. Il y a moins d’ions carbonate, alors que cet élément chimique est l’élément constitutif de base des coquillages, des coraux et de tout ce qui a un squelette carbonaté… Toute la biodiversité marine, depuis le phytoplancton, à la base de la chaîne alimentaire, jusqu’aux prédateurs, comme certains mollusques, est impactée. » Des travaux de recherches ont aussi montré que le comportement des poissons peut changer en contexte acidifié. Des bancs qui se dispersent, des animaux incapables de retrouver leur lieu de naissance pour se reproduire ou encore des proies qui ne fuient plus leurs prédateurs… « Si ces adaptations évolutives sont altérées, leur capacité de survie et de reproduction est en jeu, et cela peut affecter les dynamiques de populations, voire la communauté des vivants. » Autant de conséquences qui sont amenées à s’amplifier si les émissions de CO₂ ne sont pas drastiquement revues à la baisse.