Qu’est-ce que l’acidification des océans?
Une unité de pH est une mesure de l’acidité allant de 0 à 14. Plus la valeur est faible, plus l’acidité de l’environnement est élevée. Un changement de pH à une valeur inférieure reflète une augmentation de l’acidité.
Ptéropode Limacina Helicina. Avec l’aimable autorisation de Russ Hopcroft, UAF.
Ptéropode
La chimie
Lorsque le dioxyde de carbone (CO2) est absorbé par l’eau de mer, des réactions chimiques se produisent qui réduisent le pH de l’eau de mer, la concentration en ions carbonate et les états de saturation des minéraux biologiquement importants du carbonate de calcium. Ces réactions chimiques sont appelées « acidification des océans » ou « OA » en abrégé. Les minéraux de carbonate de calcium sont les éléments constitutifs des squelettes et des coquilles de nombreux organismes marins. Dans les zones où la plupart de la vie se rassemble maintenant dans l’océan, l’eau de mer est sursaturée en minéraux de carbonate de calcium. Cela signifie qu’il existe des blocs de construction abondants pour que les organismes calcifiants construisent leurs squelettes et leurs coquilles. Cependant, l’acidification continue des océans entraîne une sous-saturation de nombreuses parties de l’océan en ces minéraux, ce qui est susceptible d’affecter la capacité de certains organismes à produire et à entretenir leur coquille.
Depuis le début de la Révolution industrielle, le pH des eaux océaniques de surface a diminué de 0,1 unité de pH. Comme l’échelle de pH, comme l’échelle de Richter, est logarithmique, ce changement représente une augmentation d’environ 30% de l’acidité (voir notre page Web d’amorce de pH pour plus d’informations). Les prévisions futures indiquent que les océans continueront d’absorber le dioxyde de carbone, augmentant encore l’acidité des océans. Les estimations des niveaux futurs de dioxyde de carbone, basées sur des scénarios d’émission normaux, indiquent qu’à la fin de ce siècle, les eaux de surface de l’océan pourraient avoir des niveaux d’acidité près de 150% plus élevés, ce qui entraînerait un pH que les océans n’ont pas connu depuis plus de 20 millions d’années.
Les impacts biologiques
L’acidification des océans devrait avoir des répercussions sur les espèces océaniques à des degrés divers. Les algues photosynthétiques et les herbiers marins peuvent bénéficier de conditions de CO2 plus élevées dans l’océan, car ils ont besoin de CO2 pour vivre comme les plantes sur terre. D’autre part, des études ont montré que des états de saturation en carbonate de calcium plus faibles dans l’environnement peuvent avoir un effet dramatique sur certaines espèces calcifiantes, notamment les huîtres, les palourdes, les oursins, les coraux d’eau peu profonde, les coraux de haute mer et le plancton calcaire. Aujourd’hui, plus d’un milliard de personnes dans le monde dépendent de la nourriture de l’océan comme principale source de protéines. Ainsi, les emplois et la sécurité alimentaire aux États-Unis et dans le monde dépendent à la fois des poissons et des crustacés de nos océans.
Ptéropodes
Le ptéropode, ou « papillon de mer », est une petite créature marine de la taille d’un petit pois. Les ptéropodes sont consommés par des organismes dont la taille varie du petit krill aux baleines et constituent une source de nourriture pour les saumons juvéniles du Pacifique Nord. Les photos ci-dessous montrent que la coquille d’un ptéropode se dissout sur 45 jours lorsqu’elle est placée dans l’eau de mer avec des niveaux de pH et de carbonate prévus pour l’année 2100. Crédit photo: David Liittschwager / National Geographic Stock. Utilisé avec permission. Tous droits réservés. Images du National Geographic.
Mollusques
Au cours des dernières années, il y a eu des échecs quasi totaux de développement des huîtres dans les installations aquacoles et les écosystèmes naturels de la côte Ouest. Ces défaillances larvaires des huîtres semblent être corrélées à des remontées d’eaux naturelles qui entraînent des eaux à faible pH sous-saturées en aragonite ainsi que d’autres changements de la qualité de l’eau dans les environnements côtiers. Des valeurs de pH plus faibles se produisent naturellement sur la côte ouest lors des remontées d’eau, mais des observations récentes indiquent que le CO2 anthropique contribue à la sous-saturation saisonnière. Un pH faible peut être un facteur de l’échec actuel de la reproduction des huîtres; cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour démêler les effets potentiels de l’acidification d’autres facteurs de risque, tels que l’afflux épisodique d’eau douce, l’augmentation des agents pathogènes ou une faible teneur en oxygène dissous. Il est prématuré de conclure que l’acidification est responsable des récentes défaillances des huîtres, mais l’acidification est un facteur potentiel de la crise actuelle de cette industrie de 100 millions de dollars par an, ce qui incite à de nouvelles collaborations et à accélérer la recherche sur l’acidification des océans et les impacts biologiques potentiels.
Photo: Huîtres fraîchement récoltées de la baie de Yaquina, Oregon (Crédit: NOAA)
Corail
De nombreux organismes marins qui produisent des coquilles ou des squelettes de carbonate de calcium sont affectés négativement par l’augmentation des niveaux de CO2 et la diminution du pH dans l’eau de mer. Par exemple, il a été démontré que l’acidification croissante des océans réduisait considérablement la capacité des coraux bâtisseurs de récifs à produire leurs squelettes. Dans un article récent, des biologistes coralliens ont rapporté que l’acidification des océans pourrait compromettre la fécondation réussie, la colonisation larvaire et la survie du corail Elkhorn, une espèce en voie de disparition. Ces résultats de recherche suggèrent que l’acidification des océans pourrait avoir un impact grave sur la capacité des récifs coralliens à se remettre des perturbations. D’autres recherches indiquent qu’à la fin de ce siècle, les récifs coralliens pourraient s’éroder plus rapidement qu’ils ne peuvent être reconstruits. Cela pourrait compromettre la viabilité à long terme de ces écosystèmes et peut-être avoir un impact sur le million d’espèces qui dépendent de l’habitat des récifs coralliens.
L’acidification des océans : Un problème mondial émergent
L’acidification des océans est un problème mondial émergent. Au cours de la dernière décennie, la communauté des sciences océaniques s’est beaucoup concentrée sur l’étude des impacts potentiels de l’acidification des océans. Étant donné que les efforts soutenus de surveillance de l’acidification des océans à l’échelle mondiale ne font que commencer, il est actuellement impossible de prédire exactement comment les impacts de l’acidification des océans se répercuteront sur la chaîne alimentaire marine et affecteront la structure globale des écosystèmes marins. Avec l’accélération du rythme de l’acidification des océans, les scientifiques, les gestionnaires de ressources et les décideurs reconnaissent la nécessité urgente de renforcer la science comme base pour une prise de décision et une action judicieuses.
Consultez les liens ci-dessous pour en savoir plus sur l’acidification des océans et le type de recherche auquel notre groupe participe.