S.O.S. « océan en détresse »

S.O.S. « océan en détresse »
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Résumé

Il y a une quinzaine d’années encore, l’absorption de 30 % du dioxyde de carbone rejeté dans l’atmosphère par les activités humaines était considérée comme bénéfique car limitant la concentration de CO2 dans l’atmosphère. C’était sans prendre en compte les conséquences de cette absorption sur la chimie de l’océan et sur les organismes et les écosystèmes marins. Les océanographes tirent à présent la sonnette d’alarme.
Plan
Le corail en danger
L’océan, régulateur du climat et indicateur de tendance
Epoca à la rescousse
Vers un scénario catastrophe ?
Texte intégral

400 milliards de tonnes : c’est la quantité de gaz carbonique issu des combustibles fossiles qui est absorbé par les océans, depuis le début de l’ère industrielle. L’International Panel on Climate Change estime à environ 750 parties par million (ppm) la pression partielle de CO2 dans l’atmosphère en 2100, soit une augmentation d’un facteur 2,5 par rapport à sa valeur préindustrielle. Dans la même période, la calcification marine benthique devrait diminuer de 10 % dans les zones tropicales.
Le corail en danger

La prise de conscience de cette catastrophe écologique potentielle ne s’est faite que très tardivement. Les premiers travaux datant d’à peine dix ans ont montré que les algues et les animaux marins à squelette calcaire (CaCO3) sont directement menacés par ces rejets de CO2. Une partie du gaz carbonique atmosphérique excédentaire se dissout dans l’eau de mer et se combine avec des ions carbonates, ce qui entraîne une baisse de la concentration en carbonate (qui est l’une des briques utilisée pour fabriquer du calcaire ou carbonate de calcium) et du processus de calcification dans l’océan.

Les plus touchés, les récifs coralliens, édifices calcaires qui jouent un rôle majeur dans les zones côtières tropicales dont ils protègent les rivages de l’action destructrice de la houle et des cyclones. Ou encore les Ptéropodes, mollusques pélagiques responsables d’environ 12 % de la calcification globale, qui influent sur le réseau trophique des eaux polaires et subpolaires et représentent une part importante de la diète des poissons et mammifères marins. Ces organismes sont les premières victimes de l’acidification des océans car leur squelette est constitué d’aragonite, la plus soluble des formes de carbonate de calcium, et leur aire de distribution s’étend dans les zones froides, qui seront vite sous-saturées, y compris dans la couche de surface, d’ici quelques décennies. 60 % des écosystèmes mondiaux sont dégradés, en particulier les écosystèmes marins, alors qu’ils sont cruciaux pour la régulation du climat et les ressources alimentaires. Et le problème ne fait que s’amplifier et se complexifier de jour en jour.
L’océan, régulateur du climat et indicateur de tendance

L’océan est CO2-phage. La chimie de l’eau de mer nous renseigne sur le pH et l’acidité des océans. Le CO2 est un élément naturel quand il émane de la végétation, industriel quand il provient de l’activité humaine. La croissance du squelette ou des coquilles calcaires de ces organismes est ralentie par la forte présence locale de CO2. Le CO2 n’a pas a priori d’effet direct sur la santé humaine mais peut, à terme, en avoir sur le climat, l’alimentation, l’environnement, les écosystèmes marins et terrestres.

L’activité économique a introduit dans l’atmosphère davantage de dioxyde de carbone et de méthane, de protoxyde d’azote, d’ozone ainsi que des composés artificiels comme les fréons et autres halogénures de carbone thermiquement très absorbants. Du fait de la combustion des fuels fossiles (charbon, gaz, hydrocarbures liquides), de la déforestation accélérée et de la combustion des bois, que nous rejetons annuellement dans l’atmosphère.
Epoca à la rescousse

Les chercheurs n’ont guère de réponse pour l’instant à apporter sur les conséquences de l’acidification des océans. C’est pourquoi l’Union européenne a confirmé son soutien au programme Epoca (European Project on Ocean Acidification) qui a été lancé à Nice le 10 juin 2008.

Epoca vise à mieux comprendre l’acidification des océans, à étudier ses conséquences sur la biologie marine, les prédire pour le siècle à venir et surtout, émettre des recommandations vers les décisionnaires politiques. Coordonné par Jean-Pierre Gattuso, ce programme réunit 27 partenaires, parmi lesquels le CNRS et le CEA, répartis sur 9 pays. Il bénéficie d’un budget de 16,5 millions d’euros sur 4 ans, dont 6,5 millions d’euros financés par l’Union européenne.
Vers un scénario catastrophe ?

À en croire les estimations des équipes internationales, l’évolution thermique moyenne à la surface de la Terre, est perturbée par l’activité de l’homme depuis le début de l’ère industrielle et le réchauffement global actuellement observé est d’origine anthropique. L’émission de gaz à effet de serre est liée à l’activité économique et à la démographie à l’échelle mondiale. Qu’en sera-t-il demain ? L’océan pourra-t- il continuer ainsi à absorber le gaz carbonique ?

L’augmentation de la température moyenne à la surface de la Terre est estimée à 2 à 4,5 °C d’ici la fin du XXIe siècle. Les marégraphes prévoient une augmentation significative du niveau de la mer due au réchauffement des océans, à la fusion des glaciers terrestres et à la fusion de la calotte polaire du Groenland et de l’Antarctique.

L’océan profond sera moins ventilé et le pH de l’océan va diminuer. La situation est plus que préoccupante avec un paradoxe : la modification des courants sur l’Atlantique Nord, avec un ralentissement du Gulf Stream, risque dans un deuxième temps, de renverser la tendance d’ici la fin du XXIe siècle. La course contre la montre est lancée.

D’après des propos recueillis auprès de Jean-Pierre Gattuso

Mise à l’eau de la sonde qui effectue les mesures des paramètres pression, température, salinité, fluorescence, de 0 à 300 m. Ornella Passafiume (Observatoire océanologique de Villefranche-sur-Mer/Université Pierre-et-Marie-Curie) et Jean-Yves Carval (Observatoire océanologique de Villefranche-sur-Mer/Insu/CNRS). © John Pusceddu – CNRS délégation côte d’Azur

Jean-Pierre Gattuso

Jean-Pierre Gattuso est directeur de recherche au CNRS au laboratoire d’océanographie de Villefranche-sur-Mer (LOV).

Les océans absorbent une bonne part de nos émissions de CO2. Ils sont, avec les forêts, des pièges à carbone très efficaces. Mais cette efficacité a un coût écologique non négligeable qui transforme profondément le fonctionnement des écosystèmes marins.

En octobre dernier, Richard Kirby, océanographe à l'Université de Plymouth, alertait l'agence Reuters: "Si des changements similaires avaient lieu dans une forêt tempérée, nous serions choqués." Dans de nombreuses régions, la biologie marine se modifie en effet rapidement.
Des écosystèmes marins chamboulés

Du plancton aux prédateurs, les chaînes alimentaires et la distribution des espèces dans la Mer du Nord, par exemple, ont bien changé en 50 ans. Les populations de cabillaud et de poissons plats ont largement diminué, tandis que les thons ont presque disparu. En parallèle, les méduses et les crabes colonisent progressivement les niches écologiques libérées.

Les écosystèmes côtiers sont, de leur côté, particulièrement menacés:

● La pollution et un apport sans précédent de fertilisants azotés en provenance des terres agricoles et de l'élevage provoquent le développement régulier d'algues marines toxiques (les marées vertes) et des zones mortes privées d'oxygène, modifiant profondément la biologie des zones atteintes.

● Haut lieu de l'activité biologique marine mondiale, 25 à 30 % des mangroves, des marais salants et des prairies sous-marines ont été détruits depuis les années 40. Ils pourraient disparaître d'ici vingt ans.

● Les barrières de corail, où un quart des espèces marines vivent une partie de leur cycle de vie, risquent d'être les premiers grands écosystèmes à s'effondrer. La salinité, la température, les courants marins qui les nourrissent se modifient. Certains coraux perdent les organismes photosynthétiques avec lesquels ils vivaient en symbiose, cela provoque leur blanchiment. Ils deviennent plus fragiles, plus sujets aux maladies, plus friables et meurent. 30 % des récifs coralliens ont déjà été perdus.

Les écosystèmes marins disparaîtraient ainsi quatre fois plus vite que les forêts tropicales, selon certains experts. Pire! C'est dans ces conditions qu'ils doivent affronter un phénomène qui préoccupe les océanographes et biologistes du monde entier depuis une dizaine d'années: la chimie des eaux de surface se modifie.
Des eaux chaque jour plus acides

En effet, chaque jour les océans et la vie qu'ils abritent absorbent 22 millions de tonnes de CO2 atmosphérique. Ils capturent ainsi plus de la moitié du carbone biologique séquestré dans le monde. Sans eux, la concentration en CO2 de l'atmosphère serait bien plus élevée. Mais cet avantage dans la lutte contre les changements climatiques pourrait bien avoir un coût écologique important.

Le CO2 dissout dans l'eau forme, en effet, de l'acide carbonique, ce qui acidifie progressivement la surface des océans. Le pH de l'eau a ainsi diminué de 0,1 unité au cours des deux derniers siècles. Cela peut sembler dérisoire, mais cela représente une augmentation de 30 % de l'acidité. Si l'on prend le cas de l'être humain en bonne santé, la valeur du pH sanguin ne peut varier qu'entre 7,35 et 7,45. Pour la vie marine actuelle, le pH de l'eau de mer doit idéalement se situer entre 8 et 8,3. Or si les tendances se poursuivent et si nous continuons d'émettre toujours plus de C02 dans l'atmosphère, il pourrait atteindre 7,9 à la fin du siècle.
Réactions en chaîne...

Ce changement pourrait être catastrophique pour de nombreuses espèces essentielles au fonctionnement des écosystèmes marins, en particulier les organismes qui utilisent différentes formes de carbonate de calcium (du calcaire) pour construire leurs parties dures et leur squelette. L'acidification modifie en effet la disponibilité en carbonates. Les eaux les plus touchées pourraient même attaquer les coquilles et carapaces, un peu comme du vinaigre sur le calcaire de la bouilloire.

Richard Feely, chercheur au laboratoire de l'environnement marin de l'Océan Pacifique de Seattle, a mené une recherche sur la répartition du CO2 dans l'océan, 72 000 échantillons marins du monde entier ont été analysés. "Les changements qui devaient se produire d'ici la fin du siècle dans les océans, selon les modèles informatiques, ont déjà lieu le long de toutes les côtes du continent que nous avons observé. Il s'agit donc d'un problème actuel", conclut-il. Si la tendance se poursuit, 10 % des eaux de l'Arctique seront trop corrosives pour certains organismes marins dans 10 ans.

Le plancton, certaines algues, les coraux, les mollusques sont concernés en premier lieu, puis les espèces qui cohabitent avec eux ou s'en nourrissent, comme des poissons ou mammifères marins. De nombreuses algues, bactéries et formes de vie primitives devraient s'en sortir sans trop de mal, mais nous ne savons pas si les autres espèces vont réussir à s'adapter ou migrer vers des eaux plus clémentes. Il faut en tout cas s'attendre à des bouleversements majeurs dans les chaînes alimentaires océaniques, ainsi qu'une perte de biodiversité importante, préviennent les scientifiques.
... jusqu'à l'homme

L'homme dépend bien sûr encore beaucoup de ces écosystèmes menacés, en particulier côtiers qui fournissent 50 % des pêches mondiales. Leur productivité leur permet d'assurer la subsistance de plus de trois milliards d'êtres humains. Quatre cent millions de personnes en dépendent directement. En plus de nous nourrir et d'absorber le CO2 atmosphérique, ils filtrent l'eau, limitent la pollution, protègent les côtes de l'érosion, diminuent les effets des catastrophes climatiques et sont à la base de nombreuses économies locales (pêche, tourisme, etc.) On estime la valeur de tous les services qu'ils nous fournissent à 25 milliards de dollars chaque année.

La situation est donc très préoccupante et, à la veille du Sommet de Copenhague, la communauté scientifique et les Nations Unies se mobilisent et multiplient les articles, les rapports et interventions. En effet, "les processus agissant sur la plus grande partie de la surface de notre planète [l'océan] sont rarement pris en compte dans le débat sur le changement climatique", avertissent-ils. "Nous sommes en train de perdre ces importants écosystèmes - et ceci au moment même où nous en avons besoin." Ils préconisent la mise en place d'un fond "carbone bleu" pour entretenir et restaurer les écosystèmes marins, ce qui nous permettrait de luter plus efficacement contre les changements climatiques, et insistent sur la nécessité de réduire nos émissions de CO2 de manière très ambitieuse afin de limiter le processus d'acidification.