ACIDIFICATION DES OCÉANS

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Quels sont les impacts pour les écosystèmes marins ?

La paléo-océanographie nous apprend que des variations importantes du pH se sont déjà produites par le passé et que les impacts sur les écosystèmes marins peuvent être importants, avec disparition de certaines espèces calcaires. Cependant, de telles variations se sont effectuées à une échelle de temps beaucoup plus longue que celle que nous connaissons actuellement. Peut-on prévoir l'avenir d’un océan qui se réchauffe et qui « s'acidifie » rapidement ?

Pour répondre à cette question, il faut tout d'abord analyser des environnements actuels contrastés au niveau du pH. Ainsi, dans un écosystème côtier type tel que celui de la rade de Brest (océan Atlantique nord), au moment de la floraison printanière phytoplanctonique, le pH augmente de 0,2 unité en quelques semaines sous l'effet de la photosynthèse consommatrice du CO2. De même, en automne, il diminue de 0,2 unité du fait de la dégradation de la matière organique qui régénère du CO2. Les organismes calcaires qui se développent dans ce milieu sont donc a priori adaptés à de telles variations de pH. En revanche, les sites hydrothermaux sous-marins qui rejettent du CO2 présentent des conditions beaucoup plus contraignantes. Ainsi, sur un site côtier de Sicile, le pH varie de 6,2 à 7,0. Dans l'environnement immédiat des émissions, pratiquement aucune algue calcaire n'est présente ; à quelques centaines de mètres plus au large, où le pH est classiquement de 8,2, les algues calcaires abondent.

Organismes planctoniques à carapace calcaire

Photographie : Organismes planctoniques à carapace calcaire

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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Site hydrothermal d'Ischia (Sicile, Italie)

Photographie : Site hydrothermal d'Ischia (Sicile, Italie)

Sur ce site hydrothermal d’Ischia en Sicile (Italie), on observe un dégagement de dioxyde de carbone (CO2) matérialisé par des bulles. Cette émission de CO2 diminue le pH de l’eau de mer (celle-ci devenant plus acide). Dans l’environnement marin immédiat, aucune algue calcaire n’est... 

Crédits : J. Hall-Spencer

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Des expérimentations, telles que celles qui ont été conduites entre 2008 et 2012 par les chercheurs du programme Epoca (European Project on Ocean Acidification) financé par la Commission européenne, permettent également d'envisager les conséquences, sur les écosystèmes marins, d'une diminution du pH moyen de l'eau de mer de l'ordre de 0,35 unité. Ces travaux confirment que les organismes planctoniques possédant des tests ou des coquilles d'aragonite sont les plus menacés. En milieu perturbé, les ptéropodes qui, dans les écosystèmes polaires, sont des constituants importants des chaînes alimentaires, construisent leur coquille à une vitesse de 30 p. 100 plus faible que la normale. Les coraux sont également concernés, par exemple ceux de la Grande Barrière australienne. Plusieurs études expérimentales montrent cependant que la capacité des coraux à survivre dans un environnement « plus acide » varie selon les espèces. Certaines sont effectivement décalcifiées alors que d'autres ne sont pas affectées ou s'adaptent en se renforçant. Des chercheurs ont montré que la diminution du pH n'a que peu d'impact sur la production des protéines qui contrôlent le transport cellulaire des ions responsables du dépôt de carbonate de calcium à l'intérieur des cellules de corail proprement dit. En revanche, l'expression des gènes intervenant dans la formation des squelettes calcaires peut être, pour certaines espèces, profondément affectée par de fortes teneurs en CO2. La complexité des processus biochimiques et génétiques impliqués fait qu'il est actuellement difficile de prévoir le sort des récifs coralliens à l'échelle globale. Les résultats actuels semblent controversés.

L'impact effectif de l'acidification sur les espèces de mollusques d'intérêt commercial commence à être évalué. Les chercheurs du programme Epoca ont déjà montré qu'une diminution de pH, du même ordre de grandeur que celle prédite d'ici à la fin du xxie siècle, aurait un impact négatif sur le développement des larves de bivalves de l'huître creuse et de la moule bleue, mollusques très présents dans les eaux littorales de l'ouest de la France. D'importantes perturbations dans les écloseries d'huîtres des eaux littorales des États de Washington et d'Oregon sont mentionnées depuis 2006 par des chercheurs nord-américains. La production de larves ainsi que la croissance au stade intermédiaire de l'huître Crassostrea gigas sont défavorisées quand le pH diminue et quand le facteur Ω devient inférieur à 1, révélant ainsi les risques réels encourus par cette activité d'intérêt commercial.

Un aspect souvent ignoré de la diminution du pH sur l'océan est l'impact sur la transmission du son. En effet, les ondes de basse fréquence (de 1 à 3 kHz) se transmettent dans l'eau de mer où elles interfèrent avec certaines formes, ionisées [...]

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Chimie des carbonates en milieu marin

Chimie des carbonates en milieu marin
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Organismes planctoniques à carapace calcaire

Organismes planctoniques à carapace calcaire
Crédits : R. Hopcraft/ NOAA

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Variation du pH des eaux de surface de l'océan Pacifique

Variation du pH des eaux de surface de l'océan Pacifique
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Prévision de l'équilibre des carbonates dans l'océan mondial durant le XXIesiècle

Prévision de l'équilibre des carbonates dans l'océan mondial durant le XXIesiècle
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Pour citer l’article

Paul TRÉGUER, « ACIDIFICATION DES OCÉANS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/acidification-des-oceans/