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2014 ACIDIFICATION DES OCéANS: A DéJà AUGMENTé DE 26 %:AMPLITUDE INéDITE ET RAPIDITé JAMAIS VUE DEPUIS 300 MILLIONS D'ANNéES: ILS ABSORBENT LE CO2

http://www.lemonde.fr/biodiversite/article/2014/10/08/l-acidification-des-oceans-aura-d-importantes-consequences-pour-la-biodiversite_4502183_1652692.html

L’acidification des océans aura d’importantes conséquences pour la biodiversité 

Le Monde.fr |  • Mis à jour le  |Par Stéphane Foucart

8/10/2014

 


Comprendre le réchauffement climatique en 4... par lemondefr

Le fait est encore relativement méconnu du grand public : le changement climatique n’est pas la seule conséquence des émissions humaines de dioxyde de carbone (CO2). Celles-ci sont aussi responsables de l’acidification des océans, phénomène qui aura des conséquences importantes sur la biodiversité marine d’ici à la fin du siècle. Une trentaine de spécialistes internationaux de biologie marine ont conduit une synthèse des connaissances sur le sujet, rendue publique mercredi 8 octobre à Pyeongchang (Corée du Sud), au cours de la 12e Conférence des parties à la Convention sur la diversité biologique.

Les auteurs rappellent d’abord que le phénomène ne se réduit pas à une prévision pour l’avenir, mais qu’il est d’ores et déjà mesurable. 

« Par rapport à la période préindustrielle, l’acidité des océans a augmenté d’environ 26 % », écrivent-ils. Le lien entre ce phénomène, qui tend à rendre les eaux de surface de plus en plus corrosives, et les émissions anthropiques de CO2 est sans équivoque. « Au cours des deux derniers siècles, l’océan a absorbé un quart du CO2 émis par les activités humaines », estiment les scientifiques.

ACIDIFICATION INÉDITE DEPUIS CINQUANTE-SIX MILLIONS D’ANNÉES

Si les émissions humaines se poursuivent au rythme actuel, préviennent les chercheurs, les océans verront « leur acidité augmenter d’environ 170 % par rapport aux niveaux préindustriels d’ici à 2100 ».

Selon des travaux publiés en 2012 dans la revue Science, le phénomène actuel est d’une amplitude inédite depuis cinquante-six millions d’années et se produit à une rapidité jamais vue depuis trois cents millions d’années.

« Il est désormais inévitable que dans les cinquante à cent prochaines années, la poursuite des émissions portera cette acidité à des niveaux qui auront des impacts à grande échelle, essentiellement négatifs, sur les organismes et les écosystèmes marins, ainsi que sur les biens et les services qu’ils prodiguent », annonce le rapport.

« Par rapport aux précédents travaux de synthèse conduits sur le sujet qui traitent souvent des effets sur des organismes particuliers, nous nous sommes cette fois intéressés aux effets plus larges sur la biodiversité, ce qui est un exercice bien plus complexe », précise Jean-Pierre Gattuso, directeur de recherche du Centrenational de la recherche scientifique (CNRS) au Laboratoire océanographique de Villefranche-sur-mer et coauteur du rapport.

LES MOLLUSQUES ET CORAUX TOUCHÉS

Les créatures les plus vulnérables à cette réduction rapide du pH des eaux de surface de l’océan sont connues.

Ce sont celles constituées d’une structure calcaire ou d’une coquille — mollusques, coraux, certains phytoplanctons, etc. Selon le rapport, les foraminifères (organismes planctoniques) et lesptéropodes (mollusques planctoniques) sont parmi les plus fragiles et « verront probablement une calcification réduite, voire une dissolution dans les conditionsprojetées pour le futur ». Au contraire, même dans de telles conditions, « les phytoplanctons non calcaires, comme les diatomées [microalgues unicellulaires], peuvent montrer une capacité accrue à la photosynthèse ».

L’acidification des océans semble déjà avoir un impact sur l’aquaculture dans le nord-ouest des Etats-Unis, selon le rapport, qui relève notamment des « fortes mortalités » dans les exploitations ostréicoles.

INCERTITUDES POUR LA FIN DU SIÈCLE

Pour l’avenir et à l’horizon de la fin du siècle, les incertitudes sur les conséquences du phénomène sont considérables, d’autant plus qu’il n’existe aucune situation analogue dans le proche passé. 

Les auteurs du rapport se sont donc penchés sur des observations conduites dans de petites zones de l’océan où des sources naturelles de carbone portent l’acidité des eaux à des niveaux semblables à ceux attendus pour la fin du siècle.

« En Méditerranée, l’étude d’une zone proche du Vésuve soumise à un pH comparable à celui  attendu pour 2100 suggère une baisse de 70 % de la biodiversité des organismes calcaires, explique M. Gattuso. Et une chute de quelque 30 % de la diversité des autres organismes. 

» D’autres travaux menés en Papouasie-Nouvelle-Guinée montrent, dans des conditions d’acidité semblables une forte prolifération des algues non-calcaires et une réduction d’environ 40 % de la biodiversité des coraux. Or, comme le note le rapport, les récifs coralliens sont actuellement une source de revenus indirecte pour environ 400 millions de personnes, vivant majoritairement en zone tropicale.

Ces travaux ne permettent toutefois pas de prévoir parfaitement l’avenir. 

« En étudiant ces zones, on ne tient pas compte de l’augmentation de la température attendue pour la fin du siècle, prévient le chercheur. 

Si l’on tient compte du réchauffement en plus de l’acidification, il est probable que les effets seront plus importants encore, en particulier pour les coraux. »

 Impossible d’avoir la moindre certitude quantifiée sur le devenir des écosystèmes marins.

 « Il est clair que dans les prochaines décennies nous allons sortir de ce que l’on nomme les planetary boundaries, c’est-à-dire les bornes d’évolution naturelles de la planète », dit l’océanographe.

Protection des océans

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http://fr.wikipedia.org/wiki/Acidification_des_oc%C3%A9ans 

Acidification des océans

 
 
 
Variation du pH à la surface des océans provoquée par le CO2d'origine anthropique entre les années 1700 et les années 1990
 
Effets : Réduction estimée de la contentration en ionscarbonates (CO32-) dans les eaux de surface entre les années 1700 et les années 1990

L'acidification de l’océan, l'autre problème induit par l'augmentation des émission de CO2 (the other CO2problem)1,2 est le nom donné à la diminution progressive du pH des océans.

Il a été estimé que de 1751 à 2004, le pH des eaux superficielles des océans a diminué, passant de 8,25 à 8,143.

Selon les modèles biogéochimiques disponibles, d'importants changements dans la chimie et biochimie océaniques sont à attendre4, de même que des impacts délétères sur les écosystèmes.

Les effets sur les récifs coralliens5 sont très étudiés (dont en mésocosmes6 et les plus médiatisés, mais d'autres effets existent et sont attendus dans la plupart des milieux aquatiques.

Selon l'OMM, cette acidification pourrait en partie expliquer l'augmentation annuelle record mesurée en 2013 en termes d'augmentation du taux de CO2 dans l'atmosphère, et donc contribuer au dérèglement climatique.

Selon les données réunies par l’OMM en 2013-2014,

l'océan mondial absorbe actuellement un quart environ des émissions anthropiques de CO2,

soit environ 4 kg de CO2 par jour et par personne7.

Cette effet "pompe à carbone" contribue fortement à réduire la quantité de CO2 de l’atmosphère, dont le CO2 issu des combustibles fossiles, mais cette capacité semble se dégrader en raison des effets combinés du réchauffement et de l'acidification qui affectent la production et la fixation decarbonates marins (principal puits de carbone planétaire)7.

Selon l'ONU et ses agences, le pompage océanique du carbone est en 2013 70% moins efficace qu'au début de l'ère industrielle, et il pourrait encore être réduit de 20% avant 2100 7 et le taux actuel de d'acidification des océans semble, qui a déjà atteint un niveau sans précédent au moins pour les 300 derniers millions d'années (selon les données paléoenvironnementales disponibles) et il ne pourra qu'augmenter au moins jusque 2015 (et au-delà si d'importants efforts ne sont pas faits).

Le rapport 2014 du GIEC puis celui de l'OMM7 ne décèlent d'ailleurs pas d'amélioration dans les tendances en termes de concentration croissante du CO2émis dans l'air ; et « le scénario retenu par la plupart des scientifiques conduit à une diminution du pH, d'ici la fin du siècle, de 0,3. Si a priori ce chiffre semble faible, il ne faut pas oublier qu'il s'agit d'une grandeur logarithmique, soit une acidité multipliée par deux »8

Causes

Cette acidification a au moins trois causes anthropiques identifiées :

  1. l'absorption de dioxyde de carbone atmosphérique d'origine anthropiqueNote 1,7. C'est la première cause identifiée, et probablement la plus importante ;
  2. l'absorption par l'océan de pluies ou d'eaux météoritiques ou de ruissellement acidifiées par divers composés azotés anthropiques dits azote réactif. Ces composés sont issus (directement ou indirectement par photochimie) de la circulation motorisée, de l'agriculture et du chauffage qui dégageant des oxydes d'azote, source d'acide nitreux et d'acide nitrique qui contaminent l'atmosphère puis les mers via les pluies et les cours d'eau (Les analyses isotopiques montrent que l'Homme a plus que doublé la quantité d'azote réactif (Nr) annuellement entrant dans la biosphère, essentiellement à partir de 1895 ± 10 ans (± 1 pour l'écart-type) avec une forte augmentation dans les années 1960 à 2010, principalement dans l'hémisphère Nord9);
  3. l'absorption de composés soufrés issus des combustibles fossiles (pétrole, charbon, gaz). Le soufre, lors de la combustion se transforme en effet en dioxyde de soufre, source d' acide sulfureux et d'acide sulfurique. La plupart des navires de marine marchande et de marine de guerre utilisent encore des fuels lourds très polluant et notamment sources d'aérosols soufrés. Ils sont une source importante d'aérosols atmosphériques (particulates (en)).

Ces trois facteurs associés pourraient avoir des effets environnementaux synergiques, et acidifient les eaux côtières plus rapidement que ne le prévoyaient les premières modélisations.

Environ six téramoles d’azote actif et deux téramoles de soufre seraient annuellement injectées dans l’atmosphère, ce qui est bien moins que les 700 téramoles de CO2, selon une étude[réf. nécessaire] récente pilotée par Scott Doney (Institut océanographique de Woods Hole, Massachusetts, USA).

Cet azote aurait déjà sur certains littoraux un impact équivalent à 10 à 50 % de celui du CO2. L'océan lointain est moins touché, mais les zones côtières et proches du plateau continental sont largement les plus importantes pour l'Homme (pêche, activité économique et touristique).

Il semble de plus que les estuaires et les zones mortes ne remplissent plus leur rôle de puits de carbone, et que l'acidification est un phénomène qui puisse — parfois (comme dans le cas du drainage minier acide) et dans une certaine mesure — s'autoentretenir[réf. nécessaire].

Évolution de l'« acidité » des océans, accélération de l'acidification

L'acidité des océans aurait augmenté de 30 % environ depuis le début de la révolution industrielle. Ceci correspond à une chute de 0,1 du pH, pour atteindre 8,1 ou 8,14 selon les sources aujourd'hui (les océans sont ainsi alcalins et non acides, leur pH se situant au-dessus de 7)17,18.

La diminution du pH des eaux de surface de l’océan et l'augmentation de la pression partielle de CO2 (pCO2) se fond à des vitesses différentes selon les régions, mais elles déjà détectées in situ depuis plusieurs décennies7 dans de grandes régions subpolaires aux zones subtropicales et tropicales7. Les variations les plus extrêmes figurent dans les séries chronologiques enregistrées dans les zones subpolaire, ce qui s'explique par le fait que les différences saisonnières de température et de productivité biologique y sont les plus marquées7.

Sur la base des prévisions du GIEC (ou IPCC en anglais), l'augmentation actuelle du taux de CO2 dans l’atmosphère devrait encore diminuer le pH des eaux du globe de 8,14 actuellement à 7,8 d'ici la fin du siècle19. Un rapport du PNUE fait part d'une diminution du pH de 0,3 d'ici 2100, tandis qu'un communiqué de presse du CNRS avance une baisse de 0,420,21.

En 2014, le rapport sur les effets de l'acidification des océans sur la biologie marines (synthétisant une centaine d'études sur ce thème), présenté à la 12e réunion de la Convention sur la diversité biologique (CDB) à Pyeongchang (Corée du Sud) confirme que l'acidification a progressé en moyenne de 26 % depuis l'époque pré-industrielle et que si, depuis deux siècles, l'océan a absorbé plus du quart du CO2 anthropique, contribuant à acidifier le milieu océanique, « de façon quasiment inévitable, d'ici 50 à 100 ans, les émissions de dioxyde de carbone vont encore augmenter l'acidité des océans à des niveaux qui auront des impacts massifs, le plus souvent négatifs, sur les organismes marins et les écosystèmes, ainsi que sur les biens et les services qu'ils fournissent »22

Des phénomènes d'acidification ont déjà eu lieu, dont au Paléocène-Éocène (il y a 56 millions d'années), mais il semble aujourd'hui trop rapide pour qu'un grand nombre d'espèces puisse s'y adapter. 

« Même si les émissions de CO2 sont réduites de manière significative, l'acidification des océans se poursuivra durant des dizaines de milliers d'années, les modifications considérables pour les écosystèmes, et la nécessité d'apprendre à vivre avec ces changements semblent donc certains22. »

Conséquences environnementales, halieutiques et pour les services écosystémiques

Fichier:Impacts of ocean acidification (NOAA EVL).webm
 
Vidéo relative aux effets de l'acidification sur la synthèse des coquilles de certains mollusques marins. Source: NOAAEnvironmental Visualization Laboratory.

En perturbant et dégradant certains écosystèmes (coralliens notamment23), l'acidification des mers dégrade d'importants services écosystémiques et de manière générale tous les écosystèmes. Elle met en péril de nombreuses espèces23,24,25.

En affectant les animaux à coquilles, l’acidification peut conduire à une dégradation de la qualité de l'eau et des sédiments, faute d'animaux filtreurs tels que les moules et les huîtres26 qui filtrent et nettoient quotidiennement de grands volumes d'eau27.

Certains oursins se montrent sensible à de faibles baisses de pH (proches de celles qui sont attendue d'ici quelques décennies), qui dégradent leurs capacités de reproduction28

Menaces pour la santé alimentaire

En 2013, les 540 experts et scientifiques réunis au 3e symposium de Monterey sur l'acidification des océans29,30 (de 2012) ont voulu réattirer l'attention des décideurs sur cet enjeu planétaire en rappelant que - alors que la coquille d'escargots aquatiques commence à être érodées dans certaines parties de l'océan - le chiffre d'affaires généré par les activités des éleveurs de moules et huîtres et pêcheurs d'échinodermes (oursins), de crustacés (crevettes, crabes) et de poissons approche les 130 milliards de dollars (96,5 Md€), et que la régression ou disparition de certaines espèces consommées par l'Homme (poissons notamment) aurait des conséquences sur la sécurité alimentaire31. Ils ajoutent que via la protection du littoral et de la faune côtière contre la houle et les tempêtes, et via le tourisme et la pêche qu'ils favorisent, les récifs et sables coralliens fournissent des services dont la valeur a été estimée comprise entre 30 et 375 Md$ (22 à 278 Md€) par an (selon les modalités de calcul)31.

Menace climatique

L'acidification des eaux dégrade aussi le puits de carbone océanique planétaire, déjà malmené par la réduction de la couche d'ozone et la pollution de l'eau et la surpêche 31.

Recherche

L'Allemagne a lancé le 1er septembre 2009 un programme national de recherche sur l'acidification des océans (BIOACID49pour "biological impacts of ocean acidification") avec 8,5 millions d'euros sur 3 ans (dont 2,5 millions pour l'Leibniz-Institut für Meereswissenschaften de Kiel qui coordonne le programme) apportés par le Ministère fédéral de l'enseignement et de la recherche (BMBF). Dès 2009, plus de 100 chercheurs (biologistes, chimistes, physiciens, paléontologues, mathématiciens, etc.) venant de 14 instituts y contribueront, ainsi qu'une entreprise en pointe dans la technologie des capteurs. Le programme portera sur la mer du Nord et la Baltique, ainsi que sur des zones polaires ou tropicales particulièrement vulnérables à l'acidification.
Des partenariats avec d'autres pays sont prévus, dont avec les scientifiques anglais du programme de recherche sur l'acidification des mers (« UKOA ») lancé en 201050, les États-Unis et l'Union européenne (don avec le programmeEPOCA). Selon ses initiateurs, c'est le premier programme de cette importance dans le monde51.

Une des difficultés est de mieux comprendre les effets synergiques qui existent entre l'acidification, la montée en température, les zones d'anoxies et d'autres modifications anthropiques des milieux, qui pourraient aggraver et/ou accélérer les changements globaux52

Des recherches sur les impacts de cette acidification montrent que plus le taux d'acidification est important, plus les espèces ayant des coquilles (plancton microscopique à la base de la chaîne alimentaire, coquillages, mollusques ou coraux) ont des difficultés à les fabriquer53.

Notes et références

Notes

  1. ↑ Il est à noter qu'en théorie ce sont bien, directement, les émissions de CO2 qui sont en causes, ou les apports accélérés d'eau douce, et non directement le réchauffement climatique. Cependant he State of Greenhouse Gases in the Atmosphere Based on Global Observations through 2013 selon l'OMM en 2014 [archive] (voir page 4), si la vitesse et l'importance de l'acidification sont peu affectées par le réchauffement, leurs effets approchent néanmoins en importance un peu moins de 10% des changements dus à l'augmentation de CO2, et d'importants apports d’eau douce et froide issus de la fonte des glaces pourraient significativement accélérer et aggraver l'acidification et ses effets écologiques et climatiques

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