Désoxygénation et acidification des océans : comment ça marche ?

L’une des premières conséquences de l’augmentation de CO2 dans l’atmosphère est l’acidification de l’océan. Cette acidification est globalement proportionnelle à l’augmentation de la concentration en CO2 dans l’atmosphère. L'acidification des eaux de surface de l’océan est mesurée par la diminution progressive de son pH.
Pour d’autres raisons, on observe aussi une baisse de la concentration en O2 dans l’océan, ce qu’on appelle la désoxygénation.

L’acidification, comment ça marche ?

L’océan est un puits de carbone : il absorbe plus du quart du CO₂ d’origine anthropogénique rejeté dans l’atmosphère. Quand la quantité de CO₂ augmente dans l’atmosphère, les quantités dissoutes dans les océans augmentent également, entraînant la baisse du pH des eaux de surface de l’océan. Aujourd’hui proche de 8, le pH diminuerait de 0,14 unités si les émissions de CO₂ anthropogénique demeuraient faibles, sinon de 0,40 unités si elles se maintenaient au rythme actuel. Remarquons que l’océan s’acidifie, mais que son pH ne descendra pas en dessous de 7 : l’océan n’est pas et ne deviendra pas acide.

Aujourd’hui, il est estimé que seul un retour au niveau des émissions de CO₂ d’avant 1950 permettrait de ralentir l’acidification des océans.

Plus de CO₂, moins de carbonate

En même temps qu’elle acidifie l’océan, l’augmentation des émissions de CO₂ diminue la concentration des eaux marines en carbonate de calcium, matériau abondamment utilisé par de nombreux organismes marins pour la construction de la coquille des mollusques (huîtres, moules etc), l’édification des récifs coralliens, la fabrication de petites pièces calcaires par le « plancton calcifié », etc. Il est estimé que les réponses varieront selon les organismes, car elles seront fonction de leurs capacités d’adaptation (aujourd’hui mal connues) au déficit de carbonate qui se combine avec les effets du réchauffement et de la désoxygénation.

La désoxygénation, comment ça marche ?

L’oxygène (O₂) est généralement abondant dans les eaux océaniques de surface, dans lesquelles il se dissout. Par ailleurs, la photosynthèse du phytoplancton marin produit la moitié de l’O₂ que nous respirons. Le réchauffement des eaux de surface a pour effet de diminuer la solubilité de l’O₂, et d’autre part de ralentir la pénétration de l’O₂ en profondeur (en diminuant le mélange des eaux de surface avec les eaux profondes). De plus, le réchauffement accroît la respiration (consommatrice d’O₂) des micro-organismes présents en abondance dans les eaux de surface). Il s’ensuit un appauvrissement en O₂ des eaux intermédiaires (entre 200 et 2000 mètres de profondeur). Dans les régions tropicales où la quantité d’O₂ dissout diminue fortement, on parle de « zone de minimum d’oxygène » (OMZ, oxygen minimum zone).

L’expansion des zones hypoxiques

Dans l’est de l’Atlantique tropical, le « plafond » de l’OMZ progresse vers la surface à la vitesse de près d’un mètre par an depuis 50 ans. Dans l’ensemble des océans, la première conséquence est de « comprimer » l’habitat des grands poissons pélagiques (thons, marlins) et de leurs proies (petits poissons pélagiques). Même si les impacts futurs de ce rétrécissement de l’habitat sur les communautés animales marines ne sont à ce jour pas connues, on constate que l’expansion des OMZ a aussi pour conséquences de favoriser le développement des micro-organismes (bactéries, petits eukaryotes).