ACIDIFICATION DES OCÉANS

À la différence d'autres gaz comme le di-oxygène (O₂), le CO₂ non seulement se dissout dans l'eau mais réagit avec elle pour former de l'acide carbonique (H₂CO₃) qui, lui-même, se dissocie en ions bicarbonates (HCO₃^–) et en ions carbonates (CO₃^2–) (fig. 1). En libérant des ions H⁺, ces réactions vont accroître la concentration de ces ions dans l'eau, d'où une augmentation de l'acidité, ce qui se traduit par une baisse du pH. Dans l'océan actuel, avec un pH de 8,1, la concentration en bicarbonates domine largement celle des carbonates et celle du CO₂ libre dissous. Dans ces conditions, les ions calcium (Ca²⁺) de l'eau de mer réagissent avec les bicarbonates pour former du carbonate de calcium (CaCO₃) ou calcaire. Ce composé peut précipiter (devenir solide) dans l'eau de mer ou s'accumuler dans certains organismes, dits « organismes calcaires », leur permettant de constituer leur coquille, ou leur test (exosquelette). Ces structures peuvent être composées de calcite (par exemple chez les coccolithophoridés [algues unicellulaires] et les foraminifères planctoniques), ou d'aragonite (ptéropodes [escargots planctoniques], coraux, mollusques tels que les huîtres), les deux formes cristallines principales du carbonate de calcium. Certains autres mollusques, comme les ormeaux, sécrètent des coquilles composées de couches alternées de calcite et d'aragonite. Du carbonate de magnésium peut aussi se former de façon analogue chez plusieurs crustacés et chez certaines algues.

Chimie des carbonates en milieu marin

Dessin

Les réactions du dioxyde de carbone (CO2) avec l’eau (H2O). Les organismes calcaires, végétaux ou animaux (représentées par des ronds beiges) composés de carbonate de calcium (CaCO3) se forment dans les eaux peu profondes, au-dessus de l’horizon de saturation des carbonates de calcium, en... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Organismes planctoniques à carapace calcaire

Photographie

Exemples d’organismes planctoniques à carapace calcaire. À gauche, vue en microscopie électronique du coccolithophoridé Emiliania huxleyi, dont les plaques circulaires de calcite font approximativement 20 micromètres. À droite, vue d’un ptéropode Limacina helicana, dont la coquille... 

Crédits : R. Hopcraft/ NOAA

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La solubilité du carbonate de calcium dépend de la température, de la pression et de la salinité de l'eau. Pour l'exprimer, on définit le facteur de saturation Ω. Lorsqu'il est supérieur à 1, le carbonate de calcium précipite ; lorsqu'il est inférieur à 1, il se dissout. L [...]