Acidification des océans

Effets physiologiques et écologiques

Dans les pires scénarios décrits ci-dessus, avec un pH de l’eau de mer chutant entre 7,8 et 7,9, les concentrations d’ions carbonate diminueraient d’au moins 50 %, car les acides présents dans l’eau de mer réagiraient avec eux. Dans ces conditions, les calcifiants marins auraient beaucoup moins de matière pour maintenir leurs coquilles et leurs squelettes. Des expériences en laboratoire dans lesquelles le pH de l’eau de mer a été abaissé à environ 7,8 (pour simuler un pH océanique prévu pour l’année 2100) ont montré que les organismes placés dans ces environnements ne se développent pas aussi bien que ceux placés dans des environnements caractérisés par les niveaux d’acidité de l’eau de mer du début du XXIe siècle (pH = 8,05). En conséquence, leur petite taille les expose davantage au risque d’être mangés par des prédateurs. En outre, les coquilles de certains organismes – par exemple, les ptéropodes, qui servent de nourriture au krill et aux baleines – se dissolvent considérablement après seulement six semaines dans ces environnements à forte acidité.

Les animaux de plus grande taille, comme les calmars et les poissons, peuvent également ressentir les effets de l’augmentation de l’acidité, car les concentrations d’acide carbonique augmentent dans leurs fluides corporels. Cet état, appelé acidose, peut entraîner des problèmes de respiration de l’animal ainsi que de croissance et de reproduction.

En outre, de nombreux scientifiques marins soupçonnent que le déclin substantiel des bancs d’huîtres le long de la côte ouest des États-Unis depuis 2005 est dû au stress accru que l’acidification des océans impose aux larves d’huîtres. (Cela pourrait les rendre plus vulnérables aux maladies.)

Les changements physiologiques provoqués par l’augmentation de l’acidité ont le potentiel de modifier les relations prédateur-proie. Certaines expériences ont montré que les squelettes carbonatés des larves d’oursins sont plus petits dans des conditions d’acidité accrue ; une telle diminution de la taille globale pourrait les rendre plus appétissants pour les prédateurs qui les éviteraient dans des conditions normales. À son tour, la diminution de l’abondance des ptéropodes, des foraminifères et des coccolithes obligerait les animaux qui les consomment à se tourner vers d’autres proies. Le processus de passage à de nouvelles sources de nourriture entraînerait le déclin de plusieurs populations de prédateurs tout en exerçant une pression de prédation sur des organismes peu habitués à une telle attention.

De nombreux scientifiques craignent que de nombreuses espèces marines, dont certaines sont essentielles au bon fonctionnement des chaînes alimentaires marines, ne disparaissent si le rythme de l’acidification des océans se poursuit, car elles n’auront pas suffisamment de temps pour s’adapter aux changements de la chimie de l’eau de mer. Les récifs coralliens du monde, qui servent d’habitat à de nombreuses espèces et sont souvent considérés par les écologistes comme des centres de biodiversité dans les océans, pourraient décliner, voire disparaître, si l’acidification des océans s’intensifie et si les concentrations d’ions carbonate continuent de baisser.

Les eaux profondes de l’océan sont naturellement plus acides que les couches supérieures, car le CO2 qui se dissout à la surface descend avec de l’eau dense et froide dans le cadre de la circulation thermohaline. Les couches inférieures acides de l’océan sont séparées des couches supérieures par une limite appelée « horizon de saturation ». Au-dessus de cette limite, l’eau contient suffisamment de carbonates pour abriter des communautés coralliennes. Dans les eaux des latitudes moyennes et dans les eaux proches des pôles, de nombreuses communautés coralliennes dites d’eau froide se trouvent à des profondeurs allant de 40 à 1 000 mètres (environ 130 à 3 300 pieds), contrairement à leurs homologues d’eau chaude, les récifs coralliens tropicaux, qui se trouvent rarement en dessous de 100 mètres (330 pieds). Des études ont montré que, depuis 1800 environ, l’augmentation de l’acidité a fait monter l’horizon de saturation de 50 à 200 mètres (environ 160 à 660 pieds) dans les eaux polaires et des latitudes moyennes. Ce changement est suffisant pour menacer les communautés de coraux d’eau froide, et certains scientifiques craignent que d’autres communautés ne soient mises en danger si la limite s’approche de la surface de l’océan. Un déclin des calcifiants marins d’eau froide entraînerait un déclin de la construction des récifs, et d’autres organismes marins qui dépendent des coraux pour leur habitat et leur nourriture déclineraient également. Les scientifiques prévoient également que, si l’acidification des océans devait s’accroître à l’échelle mondiale, les communautés coralliennes d’eau chaude, qui fournissent souvent de la nourriture et des revenus touristiques aux personnes qui vivent à proximité, connaîtraient un sort similaire.

En outre, les scientifiques prévoient que la réduction des populations de phytoplancton marin due à l’augmentation du pH dans les océans produira une rétroaction positive qui intensifiera le réchauffement climatique. Le phytoplancton marin produit du sulfure de diméthyle (DMS), un gaz qui sert de source la plus importante de soufre dans l’atmosphère terrestre. Le soufre présent dans la haute atmosphère de la Terre renvoie une partie du rayonnement solaire entrant dans l’espace et l’empêche ainsi de réchauffer la surface de la Terre. Les modèles prévoient que la production de DMS diminuera d’environ 18 % d’ici 2100 par rapport aux niveaux préindustriels, ce qui entraînera un forçage radiatif supplémentaire correspondant à une augmentation de la température atmosphérique de 0,25 °C (0,45 °F).

John P. Rafferty