Océans : acidification et hypoxie

Le podcast

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Qu’est-ce ?

Les océans, couvrant 70 % de la surface de la planète Terre, jouent un rôle crucial dans l’équilibre climatique et la biodiversité. Les changements atmosphériques en cours diminuent localement la concentration de l’oxygèneLe dioxygène, communément nommé oxygène, est une substance constituée de molécules O2 (constituées chacune de deux atomes d'oxygène). Gazeux dans les conditions normales de température et de pression, incolore, inodore et insipide, il participe à des réactions d'oxydoréduction, essentiellement la combustion, la corrosion et la respiration. Le dioxygène est l'une des formes allotropiques de l'oxygène. L'appellation « oxygène » sans autre précision est ambiguë parce que ce terme peut désigner l'élément oxygène (O) ou bien le gaz oxygène (O2). (hypoxie) et augmentent globalement le CO2 dissous dans l’eau (acidification). Cette page en explore les conséquences.

Pourquoi est-ce important ?

Précisions d’abord que ces deux phénomènes – hypoxie et acidification – s’appliquent aussi aux étendues d’eaux douces, donc à nos lacs.

Acidification

• Le pH normal des océans est légèrement alcalin, globalement à 8.16. L’augmentation de la concentration du CO2 dans l’atmosphère, qui est passée de 280 parties par million (ppm) au début de l’ère industrielle à plus de 410 ppm actuellement¹, a déjà fait diminuer le pH de 0.1 point. Cela peut paraître faible, mais cela correspond a un océan plus acide de 30 %².
• La vie de très nombreux organismes marins dépend d’un milieu alcalin, qui préserve leur squelette calcaire : les coraux sont ainsi très sensibles à l’acidification, qui «ramollit» leur structure et les rend vulnérables à des maladies³, tout comme les coquillages et crustacés. Mais des poissons et des algues peuvent être affectés²
  L’acidification a aussi un impact très négatif sur le plancton⁴⁵, qui est à la base de toutes les chaînes alimentaires sous-marines, avec en plus un impact économique direct sur la pêche.
• Les mers froides absorbent plus de CO2 que les chaudes et sont très touchées par ce phénomène qui met en danger la biodiversité⁶. Toutes les espèces ne sont cependant pas concernées de la même manière⁶. Certains oursins, par exemple, résistent mieux que prévu⁷.
• Le rôle du phytoplancton dans la photosynthèse⁸ est crucial: il représente 1 %* des organismes (espèces) capables de produire de l’oxygène et recycler le CO2, mais fixe à lui seul 50 % du CO2 atmosphérique en produisant la même proportion d’oxygène!⁹. Il est donc très probable qu’une diminution de la quantité des ces minuscules algues aura un effet très néfaste sur nos chances de survie planétaire.

Hypoxie

• Les poissons, les crustacés, les mollusques et le zooplancton ont un besoin aussi vital d’oxygène dissous dans l’eau que les animaux terrestres ont besoin de l’air. La végétation marine (plantes subaquatiques) et le phytoplancton produisent l’oxygène par photosynthèse grâce à la lumière solaire dans des zones de surface (jusqu’à 20m de profondeur). La circulation verticale de l’eau permet de faire pénétrer des eaux riches en oxygène sous la surface, permettant la vie animale à de grandes profondeurs. Cette circulation se produit dans les zones tempérées et froides par l’alternance saisonnière. L’eau se refroidit en hiver et devient plus dense. Elle peut alors transporter plus d’oxygène, qu’elle amène dans les profondeurs, localement ou plus loin via les courants océaniques.
  Zones mortes : Un manque de circulation verticale peut donc priver certaines parties des océans d’oxygène. C’est ce qu’on appelle des zones mortes. Le réchauffement climatique, et surtout celui de l’Arctique, diminue cette circulation verticale et génère de telles zones, là où la vie grouillait auparavant.
  Eutrophisation¹⁰ : une cause d’hypoxie. Un excès d’algues en surface bloque la lumière et étouffe les plantes subaquatiques productrices d’oxygène. Lorsqu’elles se décomposent, ces algues absorbent l’oxygène, créant des zones hypoxiques.
  Un excès de nutriments (azote, phosphore) et le réchauffement de la mer «booste» la croissance d’algues de surface.
• Le problème des algues sargasses en est un bon exemple. La culture industrielle de soja pour le fourrage animal en Amazonie utilisant un excès d’engrais, combinée avec l’élevage extensif et la déforestation, est à l’origine d’effluents riches en nutriments. L’érosion amène ces nutriments dans l’Atlantique via le bassin versant du fleuve Amazone. Les sargasses se développent alors de façon incontrôlée et sont transportées via le vent et les courants de surface vers la mer des Caraïbes.

  

• On distingue les courants tourbillonnaires à l’embouchure du fleuve Amazone transportant les concentrations d’algues¹¹
• Une cause plus locale : l’absence d’épuration des eaux usées contribue aussi à l’eutrophisation.
• Les sargasses s’échouent en masse sur les iles. Elles se décomposent sur le rivage en consommant tout l’oxygène dissous. Ceci crée des zones mortes locales par hypoxie qui étouffent les barrières de corailLes coraux sont des organismes marins qui vivent fixés à un support. Ils produisent un squelette de calcaire et vivent en symbiose avec des êtres unicellulaires photosynthétiques, les zooxanthelles. Les coraux forment des colonies appelées récifs coralliens, qui abritent une vaste diversité biologique. et la faune très riche qu’elles abritent. S’accumulant à terre, elles dégagent des gaz sulfurés toxiques, créant des problèmes de santé pour les riverains¹², avec un impact économique très négatif (pêche locale et tourisme). De plus, les sargasses concentrent les métaux lourds, rendant leur «élimination» difficile¹³.

Questions actuelles, débats, controverses et en Suisse (Europe) ?

A notre connaissance, il n’y a pas de controverses quant à l’origine humaine de l’acidification et de l’eutrophisation.
Ces phénomènes peuvent se voir en Suisse. Ils étaient très communs dans nos lacs, avant la construction de stations épurant les eaux d’égout des riverains. Actuellement, des zones lacustres a l’embouchure de rivières drainant des zones de culture agricole intensive sont eutrophiées, par exemple l’embouchure de la Thièle à Yverdon.

Compléments vidéos

• L’OCÉAN AGIT SUR LE CLIMAT il pompe le CO2 atmosphérique : youtu.be/6zpXeVCEhs8

Compléments jeunes

1. www.notre-planete.info/indicateurs/CO2-dioxyde-carbone-concentration.php [↩]
2. www.noaa.gov/education/resource-collections/ocean-coasts/ocean-acidification [↩] [↩]
3. onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gcb.15293?af=R [↩]
4. fr.wikipedia.org/wiki/Plancton [↩]
5. www.plancton-du-monde.org/ [↩]
6. www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.12623 [↩] [↩]
7. www.cnrs.fr/centre-est/spip.php?article10300 [↩]
8. fr.wikipedia.org/wiki/Photosynth%C3%A8se [↩]
9. www.plancton-du-monde.org/module-formation/coccolithes_03.html [↩]
10. fr.wikipedia.org/wiki/Eutrophisation [↩]
11. montage à partir de optics.marine.usf.edu/projects/saws.html, utilisant Google Earth [↩]
12. observers.france24.com/fr/20180330-sargasses-guadeloupe-rien-fait-crise-France [↩]
13. www.anses.fr/fr/content/exposition-aux-%C3%A9manations-des-algues-sargasses-%C3%A9chou%C3%A9es-l%E2%80%99anses-r%C3%A9it%C3%A8re-et-compl%C3%A8te-ses [↩]