Absorption de CO2 : comment l’océan régule le climat ?

Les océans en absorbant une partie du CO2 présent dans l’atmosphère contribuent à réguler le climat à l’échelle mondiale. En effet, un quart du gaz carbonique issu de la combustion des énergies fossiles est absorbé par les eaux marines de surface puis réparti dans toute la colonne d’eau, entrainé par les courants océaniques.

L’absorption du CO₂ par l’océan, un phénomène physique et biologique

L’absorption du CO₂ par les océans s’opère grâce à plusieurs processus :

• Deux processus physique : il y a d’abord la dissolution naturelle des gaz présents dans l’atmosphère (y compris du CO₂) dans les océans, à la surface entre l’air et l’eau. Cette dissolution est favorisée à basse température. Ainsi, les zones froides des océans absorbent plus de CO₂ que les zones chaudes. Il y a également la répartition dans les profondeurs du CO₂ absorbé en surface, grâce aux courants. En effet, la circulation thermohaline contribue à enfouir le CO₂ dans les eaux profondes : lorsque les eaux froides et denses plongent vers le fond de l’océan, elles « emportent » avec elles les molécules de CO₂ dissoutes en surface et contribuent ainsi à la répartition verticale du CO₂ dans les océans.
• Un processus biologique : la photosynthèse. Les eaux de surface contiennent du phytoplancton, des organismes végétaux microscopiques qui absorbent le CO₂ et produisent de l’O₂. Certaines espèces de phytoplancton, mais aussi beaucoup d’autres espèces qui consomment du phytoplancton, stockent du carbone dans des squelettes ou kystes, qui se déposent au fond des océans à leur mort : le CO₂ s’accumule ainsi dans les sédiments marins sans plus intervenir dans l’effet de serre.

Quand l’océan peine à remplir son rôle de puits de carbone…

Avec le réchauffement climatique, les océans eux aussi se réchauffent, rendant plus difficile la dissolution du CO₂ dans les mers. Si moins de CO₂ est absorbé par l’océan, ce gaz à effet de serre va stagner dans l’atmosphère, ce qui accentuera d’autant le réchauffement de la planète.

Entre 1990 et 2006, l’absorption du CO₂ a temporairement diminué dans l’Atlantique Nord. Cela coïncide avec un ralentissement transitoire du « tapis roulant » océanique, ces courants marins qui remontent des zones tropicales jusqu’aux régions polaires. Le programme Ovide, mené par l’Ifremer, a montré que le ralentissement du tapis roulant réduit la capacité naturelle de l'Atlantique subpolaire à piéger le CO₂ atmosphérique dans l'océan.

Projet Ovide : étudier le transport du CO₂ dans l’océan

Un des objectifs du projet OVIDE est de contribuer à documenter et comprendre l'origine de cette variabilité dans la circulation des masses d'eau au nord de l'Atlantique Nord, dans le contexte du changement climatique. Ce programme d'observation sur 10 ans des courants et des propriétés des masses d'eau du tourbillon subpolaire de l'Atlantique Nord réalise, tous les 2 ans depuis 2002, une centaine d’échantillons d'hydrographie le long d'une diagonale allant du Portugal au Groenland.

Le but est d’étudier :

• comment le CO₂ et d’autres gaz à effet de serre sont transportés par l'océan et comment cela conditionne à moyen terme la capacité de stockage océanique du CO₂
• la variabilité d'amplitude des courants dans l’Atlantique Nord
• les caractéristiques des masses d'eaux (température, salinité, oxygène dissous, sels nutritifs, etc.)
• la diversité des traceurs géochimiques d'origine naturelle et anthropique (polluants notamment) et leurs mouvements.