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"La détérioration des océans – Acte III Le réchauffement planétaire et les océans ‘Le dernier souffle de l’écologie verte’ " par Dr. Mae-Wan Ho

Traduction et compléments de Jacques Hallard
lundi 29 octobre 2012 par Ho Dr Mae-Wan

ISIS Climat océans
La détérioration des océans – Acte III Le réchauffement planétaire et les océans
‘Le dernier souffle de l’écologie verte’
Le plancton des océans est en train de nous donner le signal du dernier tableau de la plus grande tragédie et la menace que l’espèce humaine n’aura jamais connue, si nous ne faisons pas des efforts résolus pour arrêter, dès maintenant, la consommation des carburants et des combustibles fossiles. De nombreuses options existent avec le recours aux énergies renouvelables et durables, et qui permettraient de sauver nos océans et notre planète (Which Energy ? - Quelle énergie ?). Dr. Mae-Wan Ho

Communiqué de Presse de l’ISIS en date du 23/08/2006
La version originale en anglais et entièrement référencée de cet article intitulé Shutting Down the Oceans Part III est accessible par les membres de l’ISIS sur le site suivant : www.i-sis.org.uk/GlobalWarmingPlank...

  Le réchauffement augmente la décomposition des matières organiques au détriment de la synthèse biologique

Le phytoplancton fixe le dioxyde de carbone grâce à la photosynthèse pour soutenir son propre développement et la croissance de la chaîne trophique alimentaire marine. Une partie du carbone fixé dans la biomasse de plancton finit sous la forme du carbonate de calcium des sédiments sur les fonds marins, où il reste pendant des milliers d’années, mais la plupart du carbone qui ne contribue pas à la croissance et au développement est retourné en dioxyde de carbone par la respiration de l’ensemble des communautés du plancton. L’équilibre entre la photosynthèse (production primaire) et la respiration des communautés des espèces vivantes, détermine donc si les océans constituent un puits de carbone ou une source de carbone.

Une équipe de scientifiques dirigée par Angel Lopez-Urrutia de l’Institut espagnol d’océanographie à Gijón a montré que l’équilibre entre la production par la photosynthèse et la respiration est profondément affectée par la température, et que si les taux de photosynthèse et la respiration s’élèvent tous deux avec la température, la respiration monte plus rapidement, devançant finalement la photosynthèse [1]. Ceci transforme les océans : ils passent d’un puits de carbone à une source de carbone.

En fait, de vastes zones de l’Atlantique Nord-Est sont déjà devenus une source de carbone, avec une respiration des communautés planctoniques qui est de près de 150 pour cent de la photosynthèse (Oceans carbon source or sink ? dans cette même série) *.
* Verdsion en français "Les océans sont-ils actuellement des puits ou des sources de carbone ?" par le Dr. Mae-Wan Ho. Traduction et compléments de Jacques Hallard ; accessible sur le site http://isias.transition89.lautre.ne...
L’augmentation du dioxyde de carbone relâché dans l’atmosphère devrait déclencher une réaction positive en retour, face à l’aggravation du réchauffement planétaire, qui entraîne une détérioration supplémentaire de la production de phytoplancton, et même plus de dioxyde de carbone libéré par la respiration et la décomposition des matières organiques.

López-Urrutia et ses collègues ont fondé leurs prévisions sur la théorie métabolique de l’écologie due à l’écologiste James Brown [Accès au site du Professeur James Brown http://biology.unm.edu/jhbrown/ ] et ses collègues de l’Université du Nouveau Mexique à Albuquerque aux Etats-Unis [2, 3].

 La théorie métabolique de l’écologie

Au cœur de la théorie métabolique de l’écologie se trouve la biochimie universelle du métabolisme énergétique dans le monde vivant. Tous les organismes vivants, des bactéries aux séquoias géants, des animaux unicellulaires aux baleines, disposent des mêmes composés moléculaires fondamentaux pour la photosynthèse et pour leur métabolisme. Avec l’augmentation de la taille corporelle, le taux métabolique diminue parce qu’il y a de moins en moins de composés moléculaires pour la photosynthèse ou le métabolisme par unité de biomasse.
Le rapport métabolique / photosynthèse diminue à la puissance exponentielle de ¾ avec la taille du corps, en raison des contraintes d’avoir à distribuer les éléments nutritifs et des substrats par le biais des réseaux fractales (comme les vaisseaux sanguins) qui deviennent de plus élaborés au fur et à mesure que s’accroit la taille du corps [4] (Biology’s theory of everything, Biologie de la théorie de tout, SiS 21).
Le taux du métabolisme varie également avec la température, selon une relation bien connue entre la température et de taux des réactions chimiques. La combinaison de ces rapports donne une expression générale qui décrit le taux métabolique de pratiquement n’importe quel organisme (voir encadré).

  La théorie de la ‘biologie du tout’ en quelques mots 

Une expression générale a été dérivée et elle décrit le taux métabolique de tout organisme en fonction de la taille du corps et de la température (voir texte principal) :

B = b0M3/4 e-E/kT

où B est le taux métabolique, b0 est une constante indépendante de la taille du corps et de la température, M est la masse corporelle, et l’exposant de puissance ¾ reflète la fractale, comme le réseau de distribution fournissant les ressources auxs cellules individuelles dans le corps de l’organisme qui ajoute une 4ème dimension aux êtres vivants à 3 dimensions. Le facteur de Boltzmann, - E/kT décrit le taux métabolique dépendant de la température, où E est l’énergie d’activation moyenne du métabolisme ou de la photosynthèse et k est la constante de Boltzmann, 8,62 x 10-5 EVK-1.

L’expression donne une façon de résumer l’activité photosynthétique et respiratoire des communautés écologiques dans leut globalité.

Les taux métaboliques des organismes marins photosynthétiques dépendent de l’activité photosynthétique, qui est elle aussi dépendante de la taille du corps et de la température, et aussi de la lumière. La dépendance vis-à-vis de la lumière, cependant, se sature au-delà d’une certaine intensité de la lumière, alors que les autres réactions biochimiques deviennent limitantes.

Le taux de production primaire nette d’une communauté planctonique est la somme de l’ensemble de la photosynthèse effectuée par les organismes photosynthétiques alloués à la croissance (moins la respiration), qui est aussi appelée efficience de l’utilisation de carbone. Cette efficacité de l’utilisation du carbone est indépendante de la taille du corps et de la température de l’environnement et elle est également indépendante de la lumière, comme cela est prédit par la théorie métabolique de l’écologie et comme cela est confirmé par des observations empiriques.

La respiration des communautés est la somme de la respiration du plancton photosynthétique et de la respiration du plancton non photosynthétique.

Bien que la respiration des communautés et le taux de photosynthèse soient prévues toutes deux comme augmentant avec la température, la respiration augmente plus rapidement, parce que l’énergie moyenne de l’activation du métabolisme est de 0,65 eV (électron-volt, une mesure de l’énergie au niveau moléculaire) par rapport à l’énergie d’activation de la photosynthèse, devrait être de 0,32 eV.

  Les observations corroborent la théorie

En utilisant une compilation la plus complète possible des données disponible, relatives au métabolisme du plancton, López-Urrutia et ses collègues ont évalué les valeurs de l’activité de photosynthèse brute, l’activité de photosynthèse nette et la respiration des communautés vivantes, à la fois au niveau des organismes et au niveau des populations.
Les estimations des constantes, selon la théorie métabolique de l’écologie, sont validées par rapport aux données expérimentales : la production primaire nette et la respiration de la communauté sont calculées.
Les données sur la respiration des espèces de plancton individuelles et sur les taux de prédction nette en fonction de la taille du corps et de température, montrent, qu’en effet, les observations suivent les prédictions de la théorie métabolique.

Aussi, comme prévu, le métabolisme et la photosynthèse augmentent à des taux différents selon la température. Chez les orgabismes non photosynthétiques, les taux de respiration montent en flèche avec la température, avec une énergie d’activation qui est proche de la valeur prédite de 0,65 eV.
La respiration du phytoplancton et la production primaire nette montrent une plus faible dépendance vis-à-vis de la température, avec une énergie d’activation qui est proche de celle prévue pour les processus de photosynthèse, soit de 0,32 eV.
La production du phytoplancton est une fonction rapidement saturée par la lumière. Le fait que la respiration du phytoplancton est également affectée par l’intensité de la lumière incidente, apporte une preuve supplémentaire que la respiration du phytoplancton est limitée par la photosynthèse, et que l’efficacité de l’utilisation du carbone du phytoplancton marin est essentiellement indépendante de la taille du corps, de la température et de la disponibilité en lumière. Cette efficacité de l’utilisation de carbone dans le phytoplancton est très élevée, de l’ordre de 83 pour cent, ce qui la situe dans la fourchette des efficacités rapportées pour la croissance nette du phytoplancton.

Ensuite, les estimations de la respiration et de la production des communautes obtenues par la théorie ont été comparées avec des mesures correspondantes directes de la quantité d’oxygène consommée et de la quantité de carbone assimilée par les communautés naturelles in situ. Il y avait là, de nouveau, une très bonne corrélation entre les valeurs mesurées et les valeurs estimées.

  Des prédictions justement fondées

Soutenus par la concordance entre la théorie et les observations, López-Urrutia et ses collègues ont utilisé le modèle pour prédire les effets du réchauffement climatique sur l’équilibre métabolique de l’océan. Comme la production de phytoplancton a des énergies d’activation différentes, avec une activation de la photosynthèse plus petite que celle de la respiration, à la fois la production et la respiration des communautés vont augmenter à mesure que la température de la mer s’élève, mais la respiration augmente relativement plus que la production photosynthétique. L’effet qui en résulye est une diminution de la la productivité nette, libérant ainsi plus de dioxyde de carbone.

Le modèle prévoit également une augmentation du seuil d’équilibre métabolique entre la production primaire brute et la respiration, en fonction de la température. Donc, s’il y a des hausses de température de la mer, à la suite des activités humaines, les eaux de surface sont relativement moins en état de capturer du dioxyde de carbone, car il serait nécessaire que la photosynthèse fonctionne à un taux beaucoup plus élevé, afin d’équilibrer la respiration et la décomposition qui se trouvent acélérée. Ceci n’est pas pris en compte dans les modèles climatiques actuels.

Le plancton des océans va capturer 4 Gt de carbone en moins par an d’ici la fin de ce siècle, ce qui représente une réduction de 21 pour cent. Ceci est équivalent à un tiers des émissions actuelles dans le monde entier par les activités industrielles et cela aggraveraiy considérablement les effets anthropogéniques sur le changement climatique.

Selon une étude précédente, l’application de la théorie métabolique de l’écologie de l’écosystème de la planète Terre, a donné des résultats et des prévisions très similaires : la respiration va augmenter et dépasser la photosynthèse lorsque les températures vont s’élever. [3]. Cela signifie que la production primaire va décroître lorsque les teneurs en dioxyde de carbone, provenant de la respiration et de la décomposition, vont s’élever.

Le plancton des océans est en train de nous envoyer un signal selon lequel le rideau final de la mise scène pourrait bien se dérouler et se fermer sur la plus grande tragédie que l’espèce humaine ait jamais connue. Les évidences convergent toutes vers cette fin terrible, sauf si nous faisons des efforts résolus pour mettre fin dès maintenant à la consommation des combustibles et des carburabts fossiles.
De nombreuses options pour les énergies durables et renouvelables existent déjà [5] ( Which Energy ? - Quelle énergie ?) et elles sont en mesure de sauver nos océans et notre planète. *.
* On peut notamment se reporter aux articles suivants :
- "Le pouvoir aux populations : 100% d’énergies renouvelables d’ici 2050" par le Dr. Mae-Wan Ho. Traduction et compléments de Jacques Hallard ; accessible sur le site http://isias.transition89.lautre.ne...
- "100% d’énergies renouvelables en Allemagne d’ici 2050 : un exemple pour tous les pays industrialisés" par le Dr. Mae-Wan Ho & le Professeur Peter Saunders. Traduction et compléments de Jacques Hallard ; accessible sur le site http://isias.transition89.lautre.ne...
- "La maîtrise du pouvoir vert, Green Power Rules" par Sam Burcher. Conférence de lancement du rapport ‘Green Energies - 100% Renewable by 2050’. Traduction et compléments de Jacques Hallard ; accessible sur http://isias.transition89.lautre.ne...

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 Définitions et compléments en français :

La détérioration des océans – Acte III Le réchauffement planétaire et les océans

  Traduction, définitions et compléments en français :

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 : Climat Océans Shutting Down the Oceans Part III French version.3 allége.


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