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L’acidification des océans – qu’est-ce que cela signifie et comment l’arrêter

14 mars 2017 par Andrew Hudson, Responsable du Programme sur la gouvernance de l’eau et des océans, PNUD

La « recette » pour inverser l’acidification des océans est la transition vers une modèle qui repose principalement sur des sources d’énergie renouvelables. Photo: PNUD

Dans la perspective de la Conférence sur les océans en juin, cette série de blogs explore les questions liées aux océans, aux mers, aux ressources marines et à la mise en œuvre de l’Objectif de développement durable 14, La vie sous l’eau.

Dans les Objectifs de développement durable, le monde a présenté une nouvelle vision audacieuse du développement mondial et s’est engagé à l’atteindre d’ici 2030. L’ODD 14 nous appelle à  » conserver et utiliser durablement les océans, les mers et les ressources marines pour un développement durable. » Alors que la plupart des cibles de l’ODD 14 couvrent des problèmes et des défis océaniques bien connus de la plupart, tels que la pollution et la surpêche, une cible de l’ODD 14, 14.3, n’est peut-être pas si familière:

14.3 Minimiser et traiter les impacts de l’acidification des océans, y compris grâce à une coopération scientifique renforcée à tous les niveaux.

Qu’est-ce que l’acidification des océans, et pourquoi est-elle si importante pour la durabilité des océans et donc pour l’agenda des ODD ?

Chimie 101

Commençons par quelques concepts de chimie de base. L’eau peut être acide, basique ou neutre, en fonction des niveaux relatifs d’ions hydrogène qu’elle contient. Plus le niveau d’hydrogène est élevé, plus la solution est acide. Cette caractéristique est quantifiée dans son pH, qui fonctionne sur une échelle de 0 à 14.

L’échelle est logarithmique, ce qui signifie que chaque incrément d’un est une augmentation ou une diminution de 10 fois la concentration en ions hydrogène. Un pH inférieur à 7 est acide, 7 est neutre et au-dessus de 7 est basique.

Dans l’ensemble, l’océan de surface se situe clairement dans la plage de base, avec un pH compris entre 8,0 et 8,3. Les organismes marins ont évolué et sont donc finement ajustés au pH de l’eau de mer dans laquelle ils résident.

Qu’est-ce que l’acidification des océans et comment le changement climatique s’intègre-t-il ?

En raison de la combustion de combustibles fossiles depuis la révolution industrielle, les niveaux de dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère sont passés d’environ 280 à 400 parties par million. Comme pour les autres gaz de l’atmosphère terrestre, le CO2 est en grande partie en « équilibre » avec l’océan de surface, ce qui signifie qu’un équilibre est maintenu entre la quantité de CO2 dans les océans et celle dans l’atmosphère.

En effet, sous cet équilibre, en raison de la grande capacité d’absorption du CO2 de l’océan, il y a environ 60 fois plus de CO2 dans l’océan que dans l’atmosphère. Sous cet équilibre, alors que les niveaux de CO2 dans l’atmosphère augmentaient rapidement au 20e siècle, une partie importante – environ 30% cumulativement – du CO2 des combustibles fossiles s’est dissoute dans l’océan de surface.

Le côté positif de ceci est que l’atmosphère a 30% moins de CO2 qu’elle ne le ferait autrement, atténuant dans une certaine mesure le rythme et l’impact du changement climatique. Mais il y a aussi un inconvénient: en entrant dans l’eau de mer, le CO2 réagit immédiatement avec l’eau pour former de l’acide carbonique. Bien que considéré comme un acide « faible » (contrairement aux acides chlorhydriques ou sulfuriques brûlants), il s’agit néanmoins d’un acide qui « donne » des ions hydrogène à l’océan, abaissant le pH de l’eau de mer dans le sens d’une acidité accrue.

En un clin d’œil géologique qui représente environ 150 ans depuis la révolution industrielle, le pH moyen des océans à la surface a déjà chuté d’environ 0,1 unité. Encore une fois, en raison de la nature logarithmique du pH, ce changement apparemment faible représente une augmentation de 30% de l’acidité de l’océan par rapport à l’époque préindustrielle.

De plus, dans le scénario du « statu quo » de la combustion continue des combustibles fossiles, le pH de l’océan devrait baisser de 0,3 à 0,4 unité supplémentaire (à 7,6 à 7,7), l’équivalent d’une augmentation de 250% de l’acidité de l’océan. Le pH de l’océan n’a pas beaucoup changé depuis au moins 25 millions d’années et presque certainement jamais aussi rapidement dans l’histoire de la terre.

Quelles sont les implications pour la biodiversité et les écosystèmes océaniques ?

Tout d’abord, une fraction importante de la vie végétale et animale océanique, du phytoplancton minuscule mais extrêmement commun – la base de la chaîne alimentaire marine – aux récifs coralliens et à divers mollusques et crustacés, forme leur coquille en fixant le calcium et le carbonate de l’eau de mer en carbonate de calcium. Lorsque le pH de l’eau de mer diminue, la disponibilité de l’ion carbonate diminue considérablement. En dessous de certains niveaux, il devient littéralement indisponible, ce qui empêche ces organismes de fixer leurs coquilles / squelettes.

De plus, comme les gaz tels que le CO2 se dissolvent plus facilement dans les eaux plus froides, l’acidification des océans progressera – progresse déjà – beaucoup plus rapidement dans l’Arctique et l’Antarctique, où un certain nombre d’espèces sont déjà confrontées à des difficultés pour réparer leur coquille. Dans un futur océanique à pH plus faible, un nombre croissant d’organismes fixateurs de carbonate de calcium pourrait faire face à des pertes dramatiques, voire à l’extinction. Cela se répercuterait dans toute la chaîne alimentaire marine à mesure que les « maillons » clés étaient diminués ou éteints.

Deuxièmement, l’acidification des océans a également un impact sur les organismes qui ne fixent pas le carbonate de calcium. Un pH inférieur de l’eau de mer peut affaiblir les processus métaboliques d’un certain nombre d’organismes, de l’alimentation à la respiration en passant par la reproduction. S’il est presque impossible de prédire la trajectoire précise d’écosystèmes océaniques complexes dans ces scénarios d’augmentation de l’acidité, il ne fait guère de doute qu’ils seraient moins productifs, moins diversifiés et moins résilients. En outre, les effets synergiques d’autres effets du changement climatique sur l’océan, y compris le réchauffement et la désoxygénation des océans, ne feront qu’exacerber les impacts de l’acidification.

Que peut-on faire ?

En 2016, la communauté internationale a signé l' »Accord de Paris” révolutionnaire afin de prendre des mesures énergiques pour réduire les émissions de gaz à effet de serre à l’origine du changement climatique. Comme nous l’avons appris plus haut, environ 30% des émissions de CO2 se dissolvent dans l’océan, de sorte que chaque mesure prise pour respecter l’accord de Paris contribue non seulement à atténuer le changement climatique, mais aussi à ralentir et peut-être à terme à inverser l’acidification des océans.

Chaque jour, nous voyons de nouveaux signes de progrès à cet égard, alors que les coûts des sources d’énergie renouvelables continuent de baisser et que leurs niveaux d’installation annuels dépassent de plus en plus ceux des systèmes d’énergie à combustibles fossiles – mais beaucoup reste à faire. En résumé, la « recette » pour inverser l’acidification des océans est la même que pour le changement climatique: la transition, le plus rapidement possible, vers un modèle à faible émission de carbone et économe en énergie qui repose principalement sur des sources d’énergie renouvelables pour stimuler notre économie mondiale.

Rejoignez la discussion !

Nous vous invitons à participer à la discussion du  » dialogue électronique  » récemment lancé sur les défis, les actions et les partenariats liés à l’acidification des océans au Forum du Centre d’action pour les océans.

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