L'acidification des océans et ses effets | CoastAdapt

06Août 2020 by admin No Comments

Qu’est-ce que l’acidification des océans?

Les activités humaines rejettent du CO2 dans l’atmosphère, ce qui entraîne un réchauffement atmosphérique et un changement climatique, comme expliqué dans Causes du changement climatique. Environ un tiers à la moitié du CO2 libéré par les activités humaines est absorbé par les océans. Si cela contribue à réduire le rythme du réchauffement atmosphérique et du changement climatique, cela a également un effet direct et chimique sur l’eau de mer, que nous appelons l’acidification des océans (figure 1).

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Figure 1 : Une partie du dioxyde de carbone émis dans l’atmosphère par les activités humaines est absorbée par les océans. Lorsque le dioxyde de carbone se combine à l’eau dans l’océan, il forme de l’acide carbonique, ce qui rend l’océan plus acide et peut réduire la capacité des organismes calcifiants à former leur coquille et leur squelette. Source : Adapté de J. Cook, skepticalscience.com.

Boîte 1 : Qu’est-ce que le pH?

L’acidification des océans est souvent exprimée en termes de pH de l’eau de mer. Le pH est une mesure de l’acidité ou de l’alcalinité. Un pH inférieur à 7 est considéré comme acide, et un pH supérieur à 7 est considéré comme alcalin, ou basique.

Le pH moyen des eaux océaniques est actuellement de 8,1. L’échelle de pH est logarithmique, de sorte qu’un changement d’un point sur l’échelle signifie un changement de concentration d’un facteur dix.

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Figure B1 : l’échelle de pH. Source : Feely et. al 2006.

Quels sont les changements observés?

Depuis environ 1850, les océans ont absorbé entre un tiers et la moitié du CO2 émis dans l’atmosphère. En conséquence, le pH moyen des eaux de surface des océans a diminué d’environ 0,1 unité, passant de 8,2 à 8,1 (figure 2). Cela correspond à une augmentation de 26 % de l’acidité des océans, un taux de changement environ 10 fois plus rapide qu’à n’importe quel moment au cours des 55 derniers millions d’années.

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Figure 2 : pH moyen mondial de la surface des océans de 1850 à 2100, d’après les modèles climatiques. La tendance historique modélisée montre une diminution globale d’environ 0,1 unité de pH (en noir). Les projections jusqu’en 2100 sont présentées pour les scénarios à fortes émissions (RCP8.5, en rouge) et les scénarios à faibles émissions (RCP2.6, en bleu). Source : Gattuso et al. 2014, Fig. OA1b.

Que pouvons-nous attendre dans le futur ?

Le degré d’acidification future des océans sera très étroitement lié aux augmentations futures du CO2 atmosphérique (Figure 3). Si les émissions de gaz à effet de serre se poursuivent comme actuellement (trajectoire RCP8,5, voir Causes du changement climatique), l’eau de mer pourrait augmenter son acidité de 0,4 unité (voir encadré 1) d’ici la fin du siècle.

L’acidification des océans ne sera pas uniforme dans le monde entier. Les mers polaires, et les régions d’upwelling, que l’on trouve souvent le long des côtes ouest des continents, devraient s’acidifier plus rapidement que les régions tempérées ou tropicales. Le pH variera considérablement en fonction de l’écosystème. Dans certaines parties de l’Arctique, l’eau est suffisamment acide pour corroder certains types de coquillages et en Californie, des événements corrosifs occasionnels se sont déjà produits. La plupart des eaux de surface seront continuellement corrosives d’ici quelques décennies.

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Figure 3 : Concentrations atmosphériques de CO₂ et valeurs de pH des océans. Le CO₂ atmosphérique, représenté en bleu (variations saisonnières) et en rouge (tendance lissée à long terme), est mesuré à Mauna Loa, à Hawai’i. Les valeurs de pH de l’océan (en vert et en orange) proviennent de l’océan au nord de Hawa’ii (station Aloha). À mesure que le CO₂ s’accumule dans l’océan, l’eau devient plus acide (le pH diminue). Source : Modifié à partir de Feely et al. 2009.

Quels sont les effets de l’acidification des océans sur les organismes et les écosystèmes marins?

L’acidification des océans réduit la quantité de carbonate, un élément constitutif clé de l’eau de mer. Cela rend plus difficile pour les organismes marins, tels que le corail et certains planctons, de former leurs coquilles et leurs squelettes, et les coquilles existantes peuvent commencer à se dissoudre.

Le pH actuel de l’eau de mer est très variable, et un seul organisme peut faire face à des fluctuations de différents niveaux de pH au cours de sa vie. Le problème de l’acidification des océans est la nature durable du changement, car le risque vient de l’exposition à vie à des niveaux de pH plus faibles. Le rythme rapide de l’acidification influencera la mesure dans laquelle les organismes calcifiants seront capables de s’adapter.

Les impacts de l’acidification des océans ne sont pas uniformes pour toutes les espèces. Certaines algues et herbes marines peuvent bénéficier de concentrations plus élevées de CO2 dans l’océan, car elles peuvent augmenter leurs taux de photosynthèse et de croissance. Cependant, un environnement plus acide nuira à d’autres espèces marines telles que les mollusques, les coraux et certaines variétés de plancton (figure 4). Les coquilles et les squelettes de ces animaux peuvent devenir moins denses ou moins solides. Dans le cas des récifs coralliens, cela peut les rendre plus vulnérables aux dommages causés par les tempêtes et ralentir le taux de récupération.

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Figure 4 : La coquille d’un mollusque se dissout dans des conditions acides. La coquille se dissout presque complètement après 45 jours lorsqu’elle est placée dans de l’eau de mer dont le pH et les niveaux de carbonate sont prévus par les modèles pour l’année 2100. Source : © David Liittschwager/National Geographic Creative.

Les organismes marins pourraient également connaître des changements dans leur croissance, leur développement, leur abondance et leur survie en réponse à l’acidification des océans (figure 5). La plupart des espèces semblent être plus vulnérables dans les premiers stades de leur vie. Les poissons juvéniles, par exemple, pourraient avoir du mal à trouver un habitat adapté pour vivre.

Malgré les différentes réponses au sein et entre les groupes marins, positives ou négatives, les recherches suggèrent que l’acidification des océans sera un moteur de changements substantiels dans les écosystèmes océaniques au cours de ce siècle. Ces changements pourraient être aggravés par l’effet combiné avec d’autres dangers émergents liés au climat, tels que la diminution des niveaux d’oxygène dans l’océan – une condition connue sous le nom de désoxygénation des océans – qui affecte déjà la vie marine dans certaines régions (Long et al. 2016).

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Figure 5 : Résumé des effets de l’acidification des océans parmi les principaux groupes taxonomiques. Les principales réponses sont représentées en pourcentages de changements, qui peuvent être positifs (vert) ou négatifs (rouge). Source : Adapté de Kroeker et al. 2013.

Quels sont les effets sur les sociétés humaines?

Les changements dans les écosystèmes marins auront des conséquences sur les sociétés humaines, qui dépendent des biens et services que ces écosystèmes fournissent. Les implications pour la société pourraient inclure des baisses de revenus substantielles, des pertes d’emplois et de moyens de subsistance, et d’autres coûts économiques indirects.

On s’attend à des impacts socio-économiques associés au déclin des services écosystémiques suivants :

Alimentation : L’acidification des océans a le potentiel d’affecter la sécurité alimentaire. Les espèces marines commercialement et écologiquement importantes seront impactées, bien qu’elles puissent réagir de différentes manières. Les mollusques tels que les huîtres et les moules font partie des groupes les plus sensibles. D’ici 2100, les coûts annuels mondiaux de la perte de mollusques due à l’acidification des océans pourraient être supérieurs à 100 milliards de dollars US pour une trajectoire d’émissions de CO2 conforme au statu quo (RCP8,5).

Protection côtière : Les écosystèmes marins tels que les récifs coralliens protègent les littoraux de l’action destructrice des ondes de tempête et des cyclones, abritant les seules terres habitables de plusieurs nations insulaires. Cette fonction protectrice des récifs prévient les pertes de vies humaines, les dommages matériels et l’érosion, et a été évaluée à 9 milliards de dollars US par an.

Tourisme : Cette industrie pourrait être gravement touchée par les impacts de l’acidification des océans sur les écosystèmes marins (par exemple, les récifs coralliens). En Australie, le parc marin de la Grande Barrière de Corail attire environ 1,9 million de visites chaque année et génère plus de 5,4 milliards de dollars australiens pour l’économie australienne.

Stockage du carbone et régulation du climat : La capacité de l’océan à absorber le CO2 diminue à mesure que l’acidification des océans augmente. Des océans plus acides sont moins efficaces pour modérer le changement climatique.

Que peuvent faire les décideurs côtiers ?

Bien que la réduction des émissions mondiales de gaz à effet de serre (atténuation) soit la solution ultime à l’acidification des océans, entreprendre certaines décisions et actions difficiles peut nous aider à nous préparer aux effets néfastes de l’acidification des océans. C’est l’approche de l’adaptation.

Au niveau local, les options politiques et de gestion suivantes peuvent contribuer à minimiser les effets néfastes d’autres facteurs de stress locaux et, par conséquent, aider les écosystèmes marins à mieux faire face à l’évolution des conditions environnementales.

Amélioration de la qualité de l’eau : Surveillance et réglementation des sources localisées d’acidification provenant du ruissellement et des polluants tels que les engrais.

Développement de pratiques de gestion durable des pêches : Réglementer les captures pour réduire la surpêche et créer des plans de réduction des prises accessoires à long terme.

Mise en œuvre de nouvelles technologies : Différentes techniques peuvent être appliquées en fonction de l’industrie. Par exemple, dans l’industrie de l’aquaculture, de nouveaux systèmes de prévision ont été développés pour tenir compte des remontées d’eau saisonnières qui amènent des eaux de mer à faible pH à la surface de l’océan et provoquent des mortalités massives de coquillages.

Gestion durable des habitats : Renforcer la protection des côtes, réduire la charge sédimentaire et appliquer la planification spatiale marine.

Création et entretien de zones marines protégées : Protéger les écosystèmes marins hautement vulnérables et menacés.

Capture accessoire : un poisson ou une autre espèce marine capturé(e) involontairement. Les prises accessoires sont soit d’une espèce différente, soit du mauvais sexe, soit des individus de taille inférieure à la normale ou des juvéniles de l’espèce ciblée.