Comprendre l'acidification des océans : une menace mondiale

Les océans du monde, qui couvrent plus de 70 % de notre planète, jouent un rôle essentiel dans la régulation du climat et le maintien de la vie. Ils absorbent une part importante du dioxyde de carbone (CO₂) libéré dans l'atmosphère par les activités humaines. Si cette absorption contribue à atténuer les effets du changement climatique, elle a un prix élevé : l'acidification des océans. Ce phénomène, souvent surnommé le "jumeau maléfique du changement climatique", représente une grave menace pour les écosystèmes marins et les milliards de personnes qui en dépendent.

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

L'acidification des océans est la diminution continue du pH des océans de la Terre, causée principalement par l'absorption du dioxyde de carbone (CO₂) de l'atmosphère. Lorsque le CO₂ se dissout dans l'eau de mer, il réagit pour former de l'acide carbonique (H₂CO₃). Ce processus augmente la concentration d'ions hydrogène (H⁺), abaissant ainsi le pH de l'océan. Bien que l'océan ne devienne pas littéralement acide (son pH reste supérieur à 7), le terme "acidification" décrit précisément le passage à des conditions plus acides.

Pour le dire simplement : Plus de CO₂ dans l'atmosphère → Plus de CO₂ absorbé par l'océan → Augmentation de l'acidité dans l'océan.

La chimie derrière l'acidification des océans

Les réactions chimiques impliquées dans l'acidification des océans peuvent être résumées comme suit :

1. Dissolution du CO₂ : Le dioxyde de carbone de l'atmosphère se dissout dans l'eau de mer : CO_{2 (atmosphère)} ⇌ CO_{2 (eau de mer)}
2. Formation d'acide carbonique : Le CO₂ dissous réagit avec l'eau pour former de l'acide carbonique : CO_{2 (eau de mer)} + H₂O ⇌ H₂CO₃
3. Formation de bicarbonate : L'acide carbonique se dissocie en ions bicarbonate et en ions hydrogène : H₂CO₃ ⇌ HCO₃^- + H⁺
4. Formation de carbonate : Les ions bicarbonate se dissocient davantage en ions carbonate et en ions hydrogène : HCO₃^- ⇌ CO₃^2- + H⁺

L'augmentation des ions hydrogène (H⁺) abaisse le pH, rendant l'océan plus acide. De plus, l'augmentation de la concentration d'ions hydrogène réduit la disponibilité des ions carbonate (CO₃^2-), qui sont essentiels pour les organismes marins qui construisent leurs coquilles et leurs squelettes à partir de carbonate de calcium (CaCO₃).

Causes de l'acidification des océans

Le principal moteur de l'acidification des océans est l'augmentation des concentrations atmosphériques de CO₂ due aux activités humaines, notamment la combustion d'énergies fossiles (charbon, pétrole et gaz naturel), la déforestation et les processus industriels.

• Combustion d'énergies fossiles : La combustion d'énergies fossiles libère d'énormes quantités de CO₂ dans l'atmosphère, dépassant la capacité naturelle de l'océan à l'absorber sans changements chimiques significatifs.
• Déforestation : Les forêts agissent comme des puits de carbone, absorbant le CO₂ de l'atmosphère. La déforestation réduit la capacité de la planète à éliminer le CO₂, entraînant une augmentation des concentrations atmosphériques.
• Processus industriels : Diverses activités industrielles, comme la production de ciment, libèrent également des quantités substantielles de CO₂.
• Changements d'utilisation des terres : L'agriculture et l'urbanisation peuvent également contribuer à l'augmentation des émissions de CO₂.

Impacts de l'acidification des océans

L'acidification des océans a des impacts profonds et étendus sur les écosystèmes marins et les services qu'ils fournissent.

Impacts sur les organismes marins

L'impact le plus significatif de l'acidification des océans concerne les organismes marins qui dépendent du carbonate de calcium pour construire leurs coquilles et leurs squelettes. Il s'agit notamment de :

• Mollusques : Les huîtres, les palourdes, les moules et autres mollusques ont du mal à construire et à maintenir leurs coquilles dans des eaux plus acides. Cela peut entraîner des coquilles plus fines et plus fragiles, une vulnérabilité accrue aux prédateurs et des taux de croissance réduits. Dans les fermes aquacoles du nord-ouest du Pacifique (États-Unis), par exemple, les ostréiculteurs ont connu des mortalités massives de larves d'huîtres dues à l'acidification des océans. Ils ont dû mettre en place des systèmes de traitement d'eau coûteux pour atténuer les effets. Des défis similaires sont rencontrés par les aquaculteurs de mollusques du monde entier, de l'Europe à l'Asie.
• Récifs coralliens : Les récifs coralliens, déjà menacés par le changement climatique et d'autres facteurs de stress, sont particulièrement vulnérables à l'acidification des océans. Les coraux utilisent du carbonate de calcium pour construire leurs squelettes, et l'acidification des océans rend ce processus plus difficile, entraînant un ralentissement de la croissance, une susceptibilité accrue à l'érosion et au blanchissement des coraux. La Grande Barrière de Corail en Australie, l'un des plus grands systèmes de récifs coralliens du monde, subit une dégradation significative due à l'acidification des océans et au réchauffement des eaux. Cela menace la biodiversité et l'industrie du tourisme qui dépendent du récif.
• Plancton : Certains types de plancton, le fondement de la chaîne alimentaire marine, construisent également des coquilles à partir de carbonate de calcium. L'acidification des océans peut affecter leur croissance, leur reproduction et leur survie, avec des effets en cascade dans l'ensemble de l'écosystème. Par exemple, des études dans l'océan Arctique ont montré que l'acidification des océans affecte la capacité de certaines espèces de plancton à former leurs coquilles, perturbant potentiellement toute la chaîne alimentaire arctique.
• Poissons : Bien que les poissons ne construisent pas de coquilles, l'acidification des océans peut toujours les affecter. Elle peut nuire à leur capacité à détecter les prédateurs, à trouver de la nourriture et à se reproduire. La recherche sur les poissons-clowns, par exemple, a montré que l'acidification des océans peut perturber leur odorat, les rendant plus vulnérables aux prédateurs.

Impacts au niveau de l'écosystème

Les impacts sur les espèces individuelles peuvent se propager à travers des écosystèmes marins entiers, entraînant :

• Perturbations de la chaîne alimentaire : Les changements dans l'abondance du plancton et la composition des espèces peuvent perturber toute la chaîne alimentaire marine, affectant les populations de poissons, les mammifères marins et les oiseaux de mer.
• Perte d'habitat : Le déclin des récifs coralliens entraîne une perte d'habitat pour d'innombrables espèces marines, réduisant la biodiversité et la résilience des écosystèmes.
• Changements dans la répartition des espèces : À mesure que les conditions océaniques changent, certaines espèces peuvent être forcées de migrer vers des habitats plus appropriés, modifiant les schémas de répartition des espèces et conduisant potentiellement à la concurrence et aux conflits.

Impacts socio-économiques

L'acidification des océans a également des conséquences socio-économiques importantes :

• Pêcheries : Le déclin des populations de poissons et des stocks de mollusques peut avoir un impact négatif sur les pêcheries, affectant la sécurité alimentaire et les moyens de subsistance de millions de personnes dans le monde. Par exemple, les communautés d'Asie du Sud-Est qui dépendent fortement de la pêche sont particulièrement vulnérables aux impacts de l'acidification des océans.
• Aquaculture : L'acidification des océans représente une menace majeure pour l'aquaculture, en particulier l'élevage de mollusques, entraînant potentiellement des pertes économiques et des pertes d'emplois.
• Tourisme : La dégradation des récifs coralliens et d'autres écosystèmes marins peut avoir un impact négatif sur le tourisme, en particulier dans les régions côtières qui dépendent de la plongée, du snorkeling et d'autres activités marines. Les Maldives, par exemple, dépendent fortement du tourisme axé sur leurs récifs coralliens, ce qui les rend très vulnérables aux impacts de l'acidification des océans.
• Protection côtière : Les récifs coralliens sains et les bancs de mollusques offrent une protection côtière naturelle en tamponnant l'énergie des vagues et en réduisant l'érosion. Leur déclin augmente la vulnérabilité des communautés côtières aux tempêtes et à l'élévation du niveau de la mer.

Mesurer l'acidification des océans

Les scientifiques utilisent diverses méthodes pour surveiller l'acidification des océans, notamment :

• Mesures du pH : Mesure directe du pH à l'aide de capteurs électroniques et d'indicateurs chimiques.
• Mesures du CO₂ : Mesure de la concentration de CO₂ dissous dans l'eau de mer.
• Mesures de l'alcalinité : Mesure de la capacité tampon de l'océan, sa capacité à résister aux changements de pH.
• Données satellitaires : Utilisation de la télédétection satellitaire pour surveiller la couleur de l'océan et les concentrations de CO₂ de surface.
• Observatoires océaniques : Déploiement d'observatoires océaniques à long terme équipés de capteurs pour surveiller divers paramètres océaniques, y compris le pH, le CO₂ et la température.

Ces mesures sont cruciales pour suivre les progrès de l'acidification des océans, comprendre ses impacts et évaluer l'efficacité des stratégies d'atténuation. Des initiatives mondiales comme le Global Ocean Acidification Observing Network (GOA-ON) facilitent la collaboration internationale en matière de surveillance et de recherche sur l'acidification des océans.

Solutions à l'acidification des océans

Lutter contre l'acidification des océans nécessite une approche multidimensionnelle qui comprend la réduction des émissions de CO₂, la restauration des écosystèmes marins et le développement de stratégies d'adaptation.

Réduire les émissions de CO₂

Le moyen le plus efficace de lutter contre l'acidification des océans est de réduire les émissions de CO₂ provenant des activités humaines. Cela nécessite un effort mondial pour :

• Transition vers les énergies renouvelables : Passage des énergies fossiles aux sources d'énergie renouvelables comme le solaire, l'éolien et l'hydroélectricité. L'Energiewende (transition énergétique) de l'Allemagne est un exemple d'effort national pour passer aux énergies renouvelables.
• Améliorer l'efficacité énergétique : Réduire la consommation d'énergie grâce à une meilleure conception des bâtiments, des systèmes de transport et des processus industriels.
• Réduire la déforestation : Protéger et restaurer les forêts pour améliorer la séquestration du carbone. Des pays comme le Costa Rica ont réalisé des progrès significatifs en matière d'efforts de reforestation.
• Agriculture durable : Mise en œuvre de pratiques agricoles durables qui réduisent les émissions et améliorent la séquestration du carbone dans les sols.
• Capture et stockage du carbone : Développement et déploiement de technologies pour capturer le CO₂ des sources industrielles et le stocker sous terre ou dans d'autres sites de stockage à long terme.

Les accords internationaux comme l'Accord de Paris visent à limiter le réchauffement climatique et à réduire les émissions de CO₂, mais des engagements plus forts et des actions plus ambitieuses sont nécessaires.

Restaurer les écosystèmes marins

La restauration et la protection des écosystèmes marins peuvent renforcer leur résilience à l'acidification des océans et à d'autres facteurs de stress.

• Restauration des récifs coralliens : Mise en œuvre de projets de restauration des récifs coralliens, tels que le jardinage de coraux et la stabilisation des récifs, pour aider les récifs endommagés à se rétablir. Divers projets dans le monde, y compris dans les Caraïbes et en Asie du Sud-Est, sont activement impliqués dans la restauration des récifs coralliens.
• Restauration des herbiers marins : Restauration des herbiers marins, qui peuvent absorber le CO₂ de l'eau et fournir un habitat à la vie marine. Des projets de restauration des herbiers marins sont en cours dans divers endroits, notamment dans la baie de Chesapeake aux États-Unis et dans les zones côtières de l'Australie.
• Restauration des récifs d'huîtres : Restauration des récifs d'huîtres, qui peuvent filtrer l'eau, fournir un habitat et servir de tampon contre l'énergie des vagues. La Chesapeake Bay Foundation est activement impliquée dans la restauration des récifs d'huîtres dans la baie de Chesapeake.
• Zones marines protégées : Établissement de zones marines protégées pour protéger les habitats critiques et la biodiversité. Des pays du monde entier ont établi des zones marines protégées, allant de petites réserves côtières à de vastes sanctuaires océaniques.

Développer des stratégies d'adaptation

Bien que l'atténuation soit cruciale, des stratégies d'adaptation sont également nécessaires pour aider les organismes marins et les communautés humaines à faire face aux impacts de l'acidification des océans.

• Sélection génétique : Élevage de mollusques et d'autres organismes marins plus résistants à l'acidification des océans. Les chercheurs travaillent à l'élevage d'huîtres plus résilientes, par exemple, face aux défis de l'acidification des océans.
• Gestion de la qualité de l'eau : Mise en œuvre de pratiques de gestion de la qualité de l'eau pour réduire la pollution et le ruissellement des nutriments, qui peuvent exacerber l'acidification des océans.
• Innovations en aquaculture : Développement de techniques aquacoles innovantes qui peuvent atténuer les impacts de l'acidification des océans, comme l'utilisation d'agents tampons pour augmenter le pH de l'eau de mer.
• Planification côtière : Mise en œuvre de politiques de planification côtière qui tiennent compte des impacts de l'acidification des océans et de l'élévation du niveau de la mer.
• Diversification des moyens de subsistance : Aider les communautés qui dépendent de la pêche et de l'aquaculture à diversifier leurs moyens de subsistance pour réduire leur vulnérabilité aux impacts de l'acidification des océans.

Le rôle des individus

Bien que l'acidification des océans soit un problème mondial qui nécessite une coopération internationale, les individus peuvent également jouer un rôle dans la résolution de ce défi.

• Réduire votre empreinte carbone : Prenez des mesures pour réduire votre empreinte carbone en économisant l'énergie, en utilisant les transports en commun, en consommant moins de viande et en soutenant les entreprises durables.
• Soutenir les produits de la mer durables : Choisissez des options de produits de la mer durables qui sont récoltées de manière responsable sur le plan environnemental.
• Éduquez-vous et éduquez les autres : Apprenez-en davantage sur l'acidification des océans et partagez vos connaissances avec les autres.
• Soutenir les organisations œuvrant pour lutter contre l'acidification des océans : Faites un don ou devenez bénévole auprès d'organisations qui travaillent à résoudre l'acidification des océans et à protéger les écosystèmes marins.
• Plaider pour des changements de politique : Contactez vos élus et demandez-leur de soutenir des politiques qui réduisent les émissions de CO₂ et protègent nos océans.

Conclusion

L'acidification des océans est une menace sérieuse et croissante pour les écosystèmes marins et les milliards de personnes qui en dépendent. En comprenant les causes, les impacts et les solutions à l'acidification des océans, nous pouvons agir pour protéger nos océans et assurer un avenir durable pour tous. Le moment d'agir est maintenant. Nous devons travailler ensemble, en tant qu'individus, communautés et nations, pour réduire les émissions de CO₂, restaurer les écosystèmes marins et développer des stratégies d'adaptation. La santé de nos océans et le bien-être de notre planète en dépendent.

Lectures complémentaires

• Programme sur l'acidification des océans de la NOAA
• Acidification des océans de l'EPA
• Rapport spécial du GIEC sur l'océan et la cryosphère par temps de changement