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"La détérioration des océans – Acte I : L’acidification des océans" par le Dr Mae-Wan Ho

Traduction et compléments de Jacques Hallard
dimanche 21 octobre 2012 par Ho Dr Mae-Wan

ISIS Climat Océans
La détérioration des océans – Acte I : L’acidification des océans
Le réchauffement planétaire et l’acidification des océans ont endommagé le phytoplancton qui est à la base de l’énorme chaîne trophique alimentaire des océans, mettant ainsi en péril toute la biosphère. Dr.

Communiqué de Presse de l’ISIS en date du 25/07/2006
La version originale en anglais et entièrement référencée de cet article intitulé Shutting Down the Oceans : Acid Oceans est accessible par les membres de l’ISIS sur le site suivant : www.i-sis.org.uk/AcidOceans.php

  La fin des océans

Imaginez de vastes étendues d’océans dépourvus de vie, aussi loin et aussi large que vous pouvez projeter votre regard : pas de baleines, ni de poissons, ni les oiseaux de mer et pas de coraux en dessous. L’eau de mer chaude est épaisse avec des déchets plastiques qui flottent et de la vase, et l’air est lourd et oppressant, avec l’odeur putride de la décadence et de la mort.

Ce n’est pas une scène d’un film de science-fiction, mais un scénario probable du futur si nous ne prenons pas les mesures qui s’imposent désormais : arrêter de polluer et d’exploiter les océans et passer, au nivau mondial, à l’option des énergies renouvelables, afin de réduire radicalement les émissions de carbone (Quelle énergie ?).

L’augmentation de la concentration en dioxyde de carbone dans l’atmosphère et le réchauffement planétaire menacent le phytoplancton dans les océans qui permettent et supportent toute la vie sur Terre, et tout d’abord dans les milieux marins, les organismes vivants allant du zooplancton à la baleine. Le phytoplancton est aussi le plus rapide assimilateur de carbone, nettoyant, en le compensant, le dioxyde de carbone contenu dans l’atmosphère terrestre, empêchant ainsi sa concentration et son action comme gaz à effet de serre qui réchauffe la planète terre.

Lorsque le phytoplancton est en cause, toute la vie est en péril, sur terre et en mer. La vie marine va littéralement mourir de faim, et la décadence et la décomposition qui vont s’ensuivre, vont libérer des quantités énormes de dioxyde de carbone, que l’on estime à 800 Gt de biomasse au niveau de l’océan, ce qui entraîne en outre le réchauffement climatique d’une très grande ampleur.
Une petite fille que l’on a emmenée à la plage pour la première fois de sa vie a été amenée à affirmer qu’elle aimait la mer, parce qu’elle était « toujours ouverte ». Il est impensable que le rideau final puisse bientôt tomber sur la scène du monde océanique.

  Les océans qui s’acidifient

Les océans absorbent le dioxyde de carbone passivement en le dissolvant dans l’eau des couches superficielles : lors de l’augmentation du dioxyde de carbone dans l’atmosphère, la concentration de dioxyde de carbone dans l’eau augmente du même coup. Cela rend les eaux de surface plus acides et interfère avec la calcification chez les organismes qui fabriquent leurs coquilles ou leur squelette externe à partir du carbonate de calcium [1].
Le calcium de la chaîne alimentaire marine part du phytoplancton qui trouve sa propre nourriture par le biais de la photosynthèse, et il va pratiquement vers tous les autres organismes vivants qui dépendent directement ou indirectement de ce phytoplancton pour leur nourriture.
Les organismes calciques comprennent les coccolithophores parmi le phytoplancton, les foraminifères et les ptéropodes (petits escargots de mer) parmi le zooplancton, ainsi que les coraux.
Dans des conditions normales, la calcite et l’aragonite (forme de carbonate de calcium) sont stables dans les eaux de surface où l’ion carbonate est à sursaturation de concentration. Toutefois, comme l’eau devient plus acide, la concentration en ions carbonate chute et les structures de carbonate de calcium peuvebt alors se dissoudre.

Les chercheurs ont déjà constaté que les coraux, les algues - coccolithophores et ptéropodes - ont réduit leur calcification ou présentent une dissolution accrue de leurs coquilles et de leur squelette lorsqu’elles sont exposées à des niveaux élevés de dioxyde de carbone.

L’acidité est mesurée par le pH, le logarithme négatif de base 10 de la concentration en ions d’hydrogène H+. L’échelle de pH va de 0 à 14 : un pH de 7 est neutre, un pH supérieur à 7 est alcalin et moins de 7, acide. Le pH des océans est légèrement alcalin, à 8,0 à 8.2. Il a diminué de 0,1 unité depuis la révolution industrielle. À la fin de ce siècle, il baissera de 0,3-0,4, ce qui représente une augmentation de 100 à 150 pour cent de la concentration en ions hydrogène H+.

Comme le pH baisse, la concentration en carbonate diminue en conséquence, ce qui rend plus difficile la formation du carbonate de calcium chez les organismes marins. Des résultats expérimentaux suggèrent que les taux de calcification diminuent dans les récifs de coraux de basses latitudes, qui se forment à partir de l’aragonite, la forme métastable de carbonate de calcium ; il en est de même chez les types de phytoplancton qui forment leur coquille avec de la calcite, la forme stable de carbonate de calcium.

  Les expériences correspondent aux prédictions théoriques

Une équipe internationale de 27 scientifiques du climat, de France, des États-Unis, du Japon, de Suisse, d’Allemagne, d’Australie et du Royaume-Uni, ont utilisé 13 modèles du cycle du carbone océanique pour évaluer la saturation du carbonate de calcium dans le cadre d’un scénario dit « business as usual", un scénario de statu quo [1].
Dans leurs projections, les eaux de surface de l’océan Austral (celle qui entoure l’Antarctique) vont commencer à devenir sous-saturées pour l’aragonite en 2050. En 2100, cela pourrait s’étendre à travers tout l’océan Austral et dans l’océan Pacifique sub-arctique. Lorsque les ptéropodes vivants ont été exposés à ce niveau prévu de sous-saturation, lors d’une expérience de deux jours à bord des navires, leurs coquilles d’aragonite ont montré des dissolutions notables.
Les chercheurs ont déclaré que leurs résultats indiquent que les conditions dommageables pour les écosystèmes aux hautes latitudes pourraient se développer au cours des décennies et des siècles, comme on le pensait auparavant.

Ils ont calculé la chimie du carbonate de l’océan actuel en fonction de l’alcalinité observée et le ‘carbone inorganique dissous’ (DIC) à partir des données recueillies pendant l’enquête sur le CO2 du programme ’Expérience sur la circulation océanique mondiale’ (WOCE), une partie du World Climate Research Programme (WCRP), le Programme de Recherche sur le Climat Mondial, qui a utilisé les ressources de près de 30 pays pour enregistrer des observations in situ et par satellite de l’océan mondial, entre 1990 et 1998 [2], d’une part, et le Joint Global Ocean Flux Study (JGOFS), ‘L’étude associative des flux océaniques mondiaux’, un programme international multi-disciplinaire impliquant 20 pays, pour étudier les flux de carbone entre l’atmosphère et la surface et l’intérieur des océans, ainsi que leur vulnérabilité aux changements climatiques, d’autre part [3].

Les concentrations actuelles en ions carbonate en surface varient avec la latitude, de 105 mmol / kg dans l’océan Austral (toutes les eaux au sud de 60° Sud) à 240 mmol / kg sous les tropiques. Les eaux profondes à basses températures, - avec de grandes quantités d’eau en jeu -, dans l’océan Austral, contiennent des niveaux élevés de dioxyde de carbone, provenant de la décomposition des matières organiques : ils sont responsables de la faible concentration de carbonate dans ces milieux.

Le dioxyde de carbone généré par les activités humaines a déjà réduit le carbonate des eaux de surface actuelles de plus de 10 pour cent depuis la révolution industrielle (29 mmol / kg dans les régions tropicales et 18 mmol / kg dans l’océan Austral).

  Des prédictions

D’ici l’an 2100, lorsque le dioxyde de carbone atmosphérique atteindra 788 ppm (parties par million) dans le cadre du scénario de statu quo, la moyenne du carbonate dans les eaux de surface tropicales, diminuera aux environs de 149 plus ou moins 14 mmol / kg, soit une réduction de 45 pour cent par rapport aux niveaux pré-industriels, et ceci est en accord avec les estimations précédentes.
Cependant, dans l’océan Austral, les concentrations en surface vont atteindre 55 plus ou moins 5 mmol / kg, ce qui est de l’ordre de 18 pour cent en dessous du seuil (66 mmol / kg) auquel l’aragonite devient sous-saturée.
Ces changements vont se propager bien au-dessous de la surface des mers. Tout au long de l’océan Austral, la colonne d’eau devient sous-saturée pour l’aragonite.
L’horizon de saturation en aragonite passe de sa profondeur moyenne actuelle de 730 mètres, tout au long du parcours jusqu’à la surface. Simultanément, dans une partie de la région sub-arctique du Pacifique, l’horizon moyen de saturation en aragonite se déplace de sa profondeur actuelle, d’environ 120 mètres en direction de la surface.
Dans l’Atlantique Nord, les eaux de surface demeurent saturées pour l’aragonite, mais l’horizon de saturation dans les bas-fonds remonte de façon spectaculaire. Au nord de 50° Nord, cet horizon passe de 2.600 m à 115 mètres. L’érosion plus grande dans l’Atlantique Nord est due à une pénétration plus profonde et des concentrations plus élevées de dioxyde de carbone d’origine anthropique : c’est une tendance qui se manifeste déjà dans les estimations actuelles, basées sur les données observées et dans les modèles simulés.

Les changements dans la concentration d’aragonite pourraient avoir des conséquences graves pour la calcification des organismes vivants dans les mers, notamment chez les ptéropodes coquillés, qui sont les grands producteurs planctoniques de l’aragonite.
Les densités de population des ptéropodes sont élevées dans les eaux polaires et sub-polaires, mais seulement 5 espèces se reproduisent généralement dans ces régions froides et, parmi celles-ci, seulement une ou deux espèces sont communes dans les latitudes les plus élevées. Les ptéropodes des hautes latitudes ont une ou deux générations par année ; ils forment la partie intégrale des chaînes trophiques, et ils se trouvent généralement dans la partie supérieure, sur 300 mètres, mais ils peuvent atteindre des densités de centaines de milliers d’individus par millilitre.
Dans les latitudes élevées, avec de forts écarts entre les saisons, les augmentations de la sédimentation des ptéropodes se produisent le plus souvent juste après l’été. Dans la mer de Ross, les ptéropodes représentent la majorité du flux d’exportation annuel de carbone, à la fois des ions carbonates et du carbone organique sur les fonds marins. Au sud du front polaire antarctique, les ptéropodes dominent également les flux d’exportation de carbonate de calcium vers les fonds océaniques.

Les ptéropodes peuvent déjà se trouver incapables de maintenir leurs coquilles dans les eaux sous-saturées en aragonite. Les données provenant des pièges à sédiments indiquent que des coquilles vides de ptéropode montrent des perforations et une dissolution partielle, dès qu’ils tombent sous l’horizon de saturation en agaronite.
Lors de mesures effectuées in vitro, le rythme rapide de la dissolution des coquilles des ptéropodes été confirmé. De nouveaux résultats expérimentaux suggèrent que même les coquilles des ptéropodes vivants se dissolvent rapidement dans les eaux de surface, une fois qu’ils se trouvent dans un milieu sous-saturé d’aragonite.
Les auteurs de ces recherches montrent que lorsque le ptéropode subarctique Clio pyramidata est exposé à un niveau de sous-saturation similaire à celui prévu pour les eaux de surface du sud de l’océan en l’an 2100, selon le scénario de statu quo, une dissolution marquée sur les bords de croissance de la coquille se produit dans les 48 heures.

  Les chaînes trophiques alimentaires sont menacées

L’échec dans la croissance, le développement et la reproduction des ptéropodes aura une incidence sur de nombreuses espèces, car ils contribuent à l’alimentation de diverses autres espèces de zooplancton, des petits poissons, du saumon du Pacifique Nord, du hareng, du maquereau, de la morue et des baleines à fanons.

Le plancton à calcite résidant dans les eaux de surface, comme les foraminifères et les Coccolithophoridés, peuvent s’en sortir mieux sur le court terme. Cependant, le début de la sous-saturation en aragonite sous les hautes latitudes, est à la traîne de 50 à 100 ans. Les divers organismes calcaires dans les régions de haute latitude se trouvent également menacées, notamment les coraux, qui offrent un habitat essentiel pour les poissons.
Les récifs coralliens d’eau froide, semblent beaucoup moins abondants dans le Pacifique Nord que dans l’Atlantique Nord, où l’horizon de saturation d’aragonite est beaucoup plus profond. Certains groupes importants de communautés vivant dans les régions de l’Arctique et dans l’Antarctique, sécrètent de la dolomie (calcaire magnésien), qui peut être plus soluble que l’aragonite. Il s’agit notamment des gorgones, des algues rouges coralliennes et des échinodermes.
À deux fois la concentration normale de dioxyde de carbone, les jeunes échinodermes cessent de croître et ils ont produit des exosquelettes plus cassants et fragiles dans une expérience de six mois en milieu subtropical. D’après les données expérimentales, à partir de plusieurs sites de basses latitudes, les organismes marins émettant du calcium dans les eaux peu profondes des océans, révèlent une diminution de la capacité à se calcifier, lorsque diminue l’état de saturation des carbonates.
À deux fois la concentration normale de dioxyde de carbone, les taux de calcification chez certains organismes des eaux peu profondes, peuvent diminuer de 50 pour cent.

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 Définitions et compléments :

La détérioration des océans – Acte I : L’acidification des océans

 Traduction en français , définitions et compléments :

Jacques Hallard, Ing. CNAM, consultant indépendant.
Relecture et corrections : Christiane Hallard-Lauffenburger, professeur des écoles
Honoraire
Adresse : 585 19 chemin du Malpas 13940 Mollégès France
Courriel : jacques.hallard921 @ orange.fr
Fichier : ISIS Climat Océans Shutting Down the Oceans : Acr I Acid Oceans French version.3 allégée.


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