Acidification des océans

L'acidification des océans est un problème majeur du changement climatique, qui concerne la modification des niveaux d'acidité des océans. Les émissions de dioxyde de carbone ont considérablement augmenté depuis le début de la révolution industrielle. Les océans de la Terre absorbent environ 25 % du dioxyde de carbone rejeté dans l'atmosphère chaque année. Par conséquent, lorsque les niveaux de CO₂ atmosphériques augmentent, les niveaux dans l'océan augmentent également. Le CO₂ absorbé par l'océan modifie la chimie de l'eau de mer, ce qui constitue un processus appelé acidification des océans.

L'acidification se produit lorsque le pH d'un système particulier diminue. Dans ce cas, le changement de pH est causé par un apport accru de dioxyde de carbone. Lorsque le dioxyde de carbone et d'autres composés du carbone sont émis dans l'atmosphère par les activités humaines (comme les émissions des véhicules à moteur ou des centrales électriques au charbon), il se produit une augmentation nette du carbone dans l'atmosphère, avec environ 30 % du CO₂ anthropique se retrouvent dans les océans.

Le dioxyde de carbone et l'eau réagissent ensemble pour former de l'acide carbonique, et c'est ce qui cause l'augmentation des niveaux d'acide dans les océans. La réaction chimique est la suivante :

[math]\ce{ CO_2 + H_2O \rightarrow H_2CO_3 }[/math] (l'acide carbonique)

Figure 1. Changement du pH des océans depuis les années 1700. Le pH des océans a diminué (devenant plus acide) au cours des dernières années. Rappelez-vous que le pH est calculé sur une échelle logarithmique, donc réduire le pH de 0,1 signifie qu'il est 30% plus acide !

Comment l'océan absorbe le carbone

L'océan et l'atmosphère sont couplés l'un à l'autre, ce qui entraîne un échange de matière entre les deux. L'océan étant un formidable réservoir de carbone qui utilise les différences de pression entre son contenu gazeux et celui de l'atmosphère, les particules sont échangées par le biais de cette différence de pression jusqu'à ce que l'équilibre soit atteint entre les deux systèmes. Lorsque les niveaux de dioxyde de carbone augmentent dans l'atmosphère, comme ils l'ont fait, l'océan et l'atmosphère doivent atteindre un nouvel équilibre. Ainsi, l'océan agit comme un puits de carbone, ce qui a augmenté les niveaux de dioxyde de carbone dans les couches superficielles de l'océan.

Les mesures effectuées ces dernières années ont indiqué une augmentation du dioxyde de carbone dans les couches superficielles des océans de 1,6 à 1,9 ppm par an, ce qui est conforme à l'augmentation atmosphérique de 1,5 à 1,9 ppm/an. Pour une analyse un peu plus technique, voir la référence 1.

Bien que l'océan absorbe le carbone de l'atmosphère qui contribuerait autrement au réchauffement planétaire, cela provoque des effets négatifs. Le pH moyen de l'océan a déjà diminué d'environ 0,1 depuis l'ère industrielle (une diminution du pH signifie plus d'acidité), et comme l'échelle de pH est logarithmique, cela signifie que l'océan est 30 % plus acide qu'il ne l'était avant cette période. Cela affecte de nombreux organismes de manière négative, comme nous le verrons ci-après.

Impacts de l'acidification

On s'attend à ce que de nombreuses espèces biologiques soient affectées négativement par une augmentation des niveaux d'acidité. Les minéraux de carbonate de calcium sont responsables de la construction du squelette et de la coquille de nombreux organismes marins. Cela signifie que les zones océaniques comptant un grand nombre d'organismes ont généralement une forte concentration de carbonate de calcium, ce qui permet aux organismes de se calcifier pour construire leur coquille et leur squelette. Cependant, l'acidification des océans réduit la concentration de carbonate de calcium, ce qui a un impact sur la capacité de certains organismes à produire et à maintenir leur coquille ou leur squelette. Des études ont montré qu'un environnement plus acide a un effet considérable sur certaines espèces calcifiantes, notamment les huîtres, les palourdes, les oursins, les coraux d'eau peu profonde, les coraux d'eau profonde et le plancton calcaire. Il a également été démontré que l'acidification réduit considérablement la capacité des coraux constructeurs de récifs à produire leur squelette, et certaines recherches montrent que, d'ici la fin du siècle, les récifs coralliens pourraient s'éroder plus vite qu'ils ne peuvent se reconstruire. Selon certaines estimations, les océans continueront à absorber du dioxyde de carbone, ce qui entraînera une augmentation de l'acidité des eaux océaniques. Sur la base des scénarios d'émission, les estimations indiquent que d'ici la fin du siècle, les eaux de surface des mers pourraient être environ 150 % plus acides, ce qui signifie un pH plus bas que celui des océans depuis plus de 20 millions d'années.

Plus d'un milliard de personnes dans le monde tirent leur principale source de protéines de l'océan, et des centaines de milliers d'emplois dépendent du bien-être des espèces océaniques. Par conséquent, rien que du point de vue du bien-être humain, l'acidification des océans est un problème majeur.

La vidéo ci-dessous, réalisée par la Banque mondiale, présente l'acidification des océans de manière plus détaillée et explique pourquoi elle constitue un problème.