Tout comprendre sur l'acidification des océans

L’acidification des océans est un phénomène naturel devenu préoccupant pour la biodiversité. En cause ? Le réchauffement climatique et plus particulièrement l’augmentation des émissions de gaz à effet de serre (GES) d’origine anthropique dans l’atmosphère.

Pour preuve : depuis le début de la révolution industrielle, 25 % du dioxyde de carbone (CO2) produit par les activités humaines a été absorbé par l’océan. Nocif pour les milieux marins, ce processus permet pourtant de diminuer le taux de GES dans l’atmosphère - qui serait beaucoup plus élevé qu’il ne l’est aujourd’hui.

Quelles sont les conséquences de l’acidification des océans ? Quelles sont les solutions à notre disposition pour limiter ce phénomène ? Tout ce que vous devez savoir sur ce défi écologique majeur se trouve dans la suite de l’article. 

Acidification des océans, définition

À l’origine, l’acidification des océans est un phénomène naturel permettant de réguler le climat. Malheureusement, il a pris de l’ampleur depuis la révolution industrielle devenant l’une des principales conséquences du réchauffement climatique.
Pour faire simple, les océans font partie des puits de carbone naturels que possède la planète avec les forêts, le sol et l’atmosphère. Autrement dit, les océans captent une partie du CO2 que nous rejetons, ce qui permet de limiter le réchauffement climatique. 

Une étude menée en 2014 par des chercheurs du Lamont-Doherty Earth Observatory de l’Université de Columbia révèle que tous les océans de la planète sans exception sont touchés par ce phénomène. 

L’excès de carbone absorbé rend l’océan plus acide, mettant en péril l’équilibre de tout un écosystème.

Ce phénomène expliqué d’un point de vue scientifique

Comme tout liquide, l’océan possède un pH - potentiel hydrogène permettant de mesurer le degré d’acidité d’un liquide via l’activité des hydrons : plus il est bas, plus l’océan est acide. A contrario, plus il est haut, plus le liquide est alcalin.

Au début de la révolution industrielle, le pH moyen des océans était de 8,2. Aujourd’hui, il est à 8,1 et ne cesse de diminuer. Depuis cette période, les océans ont ainsi connu une baisse de 0,1 unité de pH. Une variation qui semble minime, mais qui a pourtant d’importantes répercussions sur la biodiversité marine.

L’acidification des océans est donc causée par l’absorption d’une trop grande quantité de CO2. En effet, une partie du CO2 atmosphérique est dissoute de deux manières : 

• via un processus biologique : le CO2 est absorbé par l’océan, les êtres vivants - notamment leur squelette calcaire - et à terme dans les sédiments marins ;
• via un processus chimique : le CO2 atteint les profondeurs marines où il prend une nouvelle forme - principalement de l’acide carbonique. 

L’excès de carbone modifie ainsi les équilibres chimiques de la mer, puisqu’il :

• augmente les ions hydrogènes - à l’origine de l’acidification ;
• diminue les ions carbonates - des éléments indispensables pour fabriquer les squelettes des végétaux et des animaux marins, mais également des structures calcaires.

Une des neuf limites planétaires

Étant une des répercussions du réchauffement climatique, l’acidification des océans est l’une des neuf limites planétaires.

Cette limite est caractérisée par l’état moyen de saturation d’aragonite - Ωarag, une des trois formes de carbonate - dans les eaux marines. Pour ce faire, il convient de déterminer l’influence qu’à la concentration en ions carbonates sur l’état de saturation du minéral dans l’eau de mer. 

Ainsi, le taux de saturation d’aragonite à ne pas dépasser est fixé à 80 % par rapport à son niveau au moment de l’ère préindustrielle :

• bonne nouvelle : en 2009, cette limite était à 84 % ;
• mauvaise nouvelle : elle devrait être dépassée en 2050 si nous continuons à ce rythme. 

Les prévisions

L’acidification des océans est étudiée depuis la fin des années 1990, mais ce n’est qu’en 2003 que le terme « acidification » apparaît pour la première fois dans un article de la revue Nature.

Les chercheurs apportent ainsi des précisions : l’acidification est un terme notifiant l’avancée d’un processus. Néanmoins, une chose semble certaine : l’océan ne sera jamais entièrement acide.

Malgré tout, d’autres scientifiques estiment que d’ici 2050, 86 % de l’océan mondial sera plus chaud et acide qu’il ne l’a jamais été au cours de l’histoire moderne.  

L’absorption du surplus du CO2

Nos émissions de CO2 sont les principales responsables de l’accélération de l’acidification des océans. Ces derniers absorbent une partie de nos rejets carbone - environ un quart depuis la révolution industrielle - modifiant la composition chimique de l’eau et augmentant ainsi son acidité.

En cause ? Notre dépendance aux énergies fossiles, la déforestation, l’usage de nos sols, etc.

L’absorption de composés azotés

L’absorption des composés azotés - le protoxyde d’azote notamment - par l’océan est la seconde cause de l’acidification des océans. Bien que plus faible que le CO2, ces composés sont produits par les activités humaines - et plus particulièrement par les activités agricoles. Leurs propriétés acidifiantes se dissolvent dans l’eau et participent à l’acidification de l’eau.

Perturbe l’équilibre des écosystèmes marins mondiaux

L’acidification des océans à des répercussions sur la biodiversité marine. Habituellement, les poissons, les crustacés, les algues et divers organismes marins évoluent selon un certain pH. Ainsi, la moindre variation les rend plus vulnérables, puisqu’ils n’ont pas le temps de s’adapter à ces changements.

À ce titre, certains organismes subissent la diminution du pH, qui :

• modifie leur comportement, voire leur métabolisme ;
• fragilise leur santé - si l’état de saturation de l’aragonite en eau de mer est inférieur à 1, les organismes marins produisent un carbonate de calcium qui rendrait leur coquille friable au lieu de la solidifier ;
• perturbe les équilibres locaux - les poissons doivent s’éloigner pour trouver de la nourriture.

Le souci ? Nos sociétés dépendent majoritairement des écosystèmes marins et des réseaux trophiques. Bien que cette modification nous paraisse lointaine, elle nous affecte en réalité plus qu’on ne le pense puisque la sécurité alimentaire est en jeu.

Est un risque majeur pour les planctons

Le plancton océanique requiert un pH particulier pour pouvoir développer son squelette calcaire. Néanmoins, l’acidification de l’eau complique son renouvellement. 

Pourtant, le phytoplancton est indispensable dans la chaîne alimentaire sous-marine. Sa disparition mettrait en péril nombre d’espèces.

De plus, il produit l’oxygène nécessaire pour conserver l’équilibre océanique et atmosphérique. Autrement dit, l’air que nous respirons ne serait pas le même sans les planctons. 

Participe à la destruction des coraux

Étant composés de structures majoritairement calcaires - à l’image des planctons - les coraux ne peuvent évoluer dans un milieu étant lui-même déjà calcaire. À ce titre, les barrières de corail s’affaiblissent causant le déclin du riche écosystème marin qu’elle abrite (poissons, algues et organismes endémiques).

De plus, l’augmentation de la température de l’eau blanchit les coraux, l’un des symptômes les plus visuels du réchauffement climatique. Ce phénomène est causé par l’expulsion des algues partenaires des coraux entraînant la décoloration de ces derniers. Plus exposés aux maladies, ils finissent par mourir s’ils ne retrouvent pas de nouvelles algues. 

Ce n’est pas tout : les récifs coralliens sont également fragilisés par l’élévation du niveau de la mer conjuguée aux activités humaines sur le littoral, comme la surpêche, la prolifération d’algues, le tourisme ou le développement urbain le long des côtes.

D’autres conséquences restent à prouver

Les experts se penchent encore sur les répercussions causées par l’acidification des océans. Au-delà des conséquences sur la biodiversité marine, ce phénomène pourrait :

• perturber les circulations océaniques ;
• augmenter la mortalité des crustacés ;
• accentuer la toxicité et l’érosion des milieux marins ;
• ralentir la mue des crabes et des homards ;
• modifier la façon dont les sons se transmettent dans l’eau - rendant l’océan plus bruyant.

Plus le taux de CO2 augmente dans l’atmosphère, plus l’océan doit en absorber. Malheureusement, ce puits de carbone naturel n’est pas en mesure de dissoudre l’ensemble du carbone que nous rejetons. Il devient urgent de s’attaquer à l’origine du problème en réduisant nos rejets carbone.

Le GIEC - Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat - s’est penché sur la question et a déterminé deux grandes trajectoires de concentration de CO2 dans l’atmosphère :

• le RCP2.6, qui prévoit une forte diminution des émissions de gaz à effet de serre avant 2050. Cela permettrait de contenir le réchauffement planétaire sous 2 °C d’ici à 2100 - deux chances sur trois ;
• le RCP8.5, qui à l’inverse prévoit une augmentation des émissions conduisant à un réchauffement de la planète de 4 °C en 2100. Cela donnerait lieu à une hausse de l’acidité de 170 % par rapport à 1850.

Comment peut-on limiter ce phénomène ? En réduisant notre consommation d’énergie, en modifiant nos modes de consommation, en adaptant son alimentation et en diminuant notre dépendance aux énergies fossiles, par exemple.

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