Dictionnaire de la COP21 : comprendre les liens entre océans et climat

Comprendre l’océan est essentiel pour comprendre le climat et son évolution. Régulateur de la machine climatique, l’océan est le premier à agir sur le climat (stockage et transfert de la chaleur, de l’équateur vers les pôles, absorption du CO2) mais aussi à subir les modifications du climat (augmentation de la température, hausse du niveau des mers, fonte de la banquise, accélération des évènements extrêmes, acidification et impacts associés sur les écosystèmes…).
Dans ce cadre, l’Ifremer contribue au développement de moyens d’observation innovants, multiplie l’acquisition de données nécessaires à l’analyse des grands phénomènes océanographiques et s’engage dans la recherche de solutions.

Acidification

L'acidification de l’océan est la diminution progressive du pH des océans. Elle est causée par l’augmentation du CO₂ dissous dans l’eau.

En effet, l’océan est un puits de carbone : il absorbe près de 30% du CO₂ présent dans l’air. Quand les quantités de CO₂ augmentent dans l’atmosphère, les quantités dissoutes dans les océans augmentent également. Et c’est ce CO₂ qui le rend plus acide.

Ainsi, il a été estimé que de 1751 à 2004, le pH des eaux de surface des océans a diminué de 8,25 à 8,14. Il pourrait atteindre 7,8 en 2100 sans réduction de nos émissions de dioxyde de carbone.

Banquise

La banquise est une étendue de mer recouverte par de la glace formée par la congélation de l’eau de mer. Elle ne dépasse pas quelques mètres d’épaisseur et fond en grande partie d’une saison à l’autre.

Depuis les toutes premières mesures par satellite dans les années 1970, près de 40% de la surface de la banquise arctique a disparu, lors du minimum estival en septembre (soit une moyenne de 3,5 à 4% de diminution tous les 10 ans).

Circulation thermohaline

Les eaux des océans ne sont pas homogènes : elles sont plus ou moins salées et plus ou moins chaudes selon les zones géographiques. Ces différences sont à l’origine de mouvements des masses d’eau que l’on appelle la circulation thermohaline (des mots grecs thermos = chaud et halinos = salé). Les eaux froides et salées, plus denses et donc plus lourdes, vont couler sous les eaux plus chaudes et peu salées : ces contrastes de densité vont créer des courants.

Désoxygénation

La désoxygénation des eaux de mer se caractérise par une baisse de la concentration en O₂ dans l’océan. Il faut savoir qu’en surface, l’oxygène est généralement abondant à cause de la dissolution dans l’eau des gaz de l’atmosphère (notamment CO₂ et O2). Par ailleurs, la photosynthèse du phytoplancton marin produit beaucoup d’O2.

A l’inverse, les eaux intermédiaires (entre 200 et 2000 mètres de profondeur) contiennent peu d’oxygène. Lorsque la concentration de ce gaz est faible, on parle de « zone minimum d’oxygène » (OMZ).

Écosystème

Un écosystème est un ensemble d’organismes vivants (végétaux, animaux et microorganismes) qui interagissent entre eux et avec l’environnement dans lequel ils se développent (sol, eau, lumière, etc.). La dimension d’un écosystème est variable : il peut s’agit d’une simple mare à la Terre entière !

Afin de comprendre au mieux les phénomènes marins dans leur globalité, les chercheurs de l’Ifremer adoptent une « approche écosystémique » : cela signifie que le contexte autour d’un sujet d’étude est analysé.

Gaz à effet de serre

Lorsque la Terre est éclairée par le Soleil, sa surface réémet une partie du rayonnement reçu. Les gaz à effet de serre (GES), présents naturellement dans l’atmosphère, retiennent une partie de ce rayonnement émis par la Terre et la lui renvoient : ce phénomène contribue à la réchauffer et à maintenir une température tempérée.

Les principaux gaz à effet de serre émis par l’activité humaine sont :

• le dioxyde de carbone (CO₂),
• le méthane (CH₄),
• le protoxyde d’azote (N₂O)
• l’ozone (O₃).

Leur accumulation dans l’atmosphère depuis le début de l’ère industrielle contribue d’autant plus à retenir le rayonnement infrarouge de la Terre et donc à la réchauffer. C’est pour cette raison qu’on attribue en grande partie à la présence de gaz à effet de serre la responsabilité du réchauffement climatique.

Phytoplancton

Le plancton désigne les espèces microscopiques évoluant dans l’eau et se déplaçant au gré des courants. Leur taille varie de 0,2 micromètre (0,002 millimètre) à 0,2 millimètre. Au sein du plancton, on distingue le phytoplancton (végétal) et le zooplancton (animal).

Le phytoplancton constitue ainsi l'ensemble des algues microscopiques dont les 2 classes les plus importantes sont les diatomées et les dinoflagellés. Le phytoplancton utilise la photosynthèse pour se développer : il absorbe le CO₂ et rejette de l’O₂.

Élément fondamental de la chaine alimentaire dans l’écosystème marin, il sert de nourriture au zooplancton, aux poissons et aux crustacés.

Certaines espèces produisent des toxines, potentiellement dangereuses pour les hommes et les animaux. Le Rephy (Réseau d’Observation et de Surveillance du Phytoplancton et des Phycotoxines), mis en œuvre par Ifremer, permet de détecter et suivre les espèces phytoplanctoniques productrices de toxines.

En savoir plus sur le phytoplancton.

Puits de carbone océanique

Un puits de carbone est un réservoir naturel ou artificiel qui absorbe plus de carbone qu’il n’en rejette, contribuant ainsi à réduire la concentration de CO₂ dans l’atmosphère. Parmi les puits de carbone naturels, on compte les forêts, les sols mais aussi les océans, qui absorbent près de 30% du CO₂ présent dans l’atmosphère.

Ce puits de carbone s’explique grâce à deux processus :

• Physique, lié à la dissolution naturelle du CO₂ atmosphérique dans les océans, particulièrement au niveau des pôles,
• Biologique, lié à la photosynthèse opérée par le phytoplancton présent à la surface des océans (qui absorbe le CO₂ et rejette de l’O₂).

Réseau d’observation

Un réseau d’observation est un ensemble d’appareils de mesure ou d’observation répartis sur la zone que l’on souhaite observer.

A l’échelle de la planète, plusieurs réseaux d’observation mondiaux sont utilisés pour surveiller les océans, notamment les satellites et les flotteurs Argo.

3800 flotteurs Argo sont déployés dans le monde entier et permettent de mesurer en temps réel la température et la salinité des mers à la surface et jusqu’à 2000 mètres de profondeur. Les satellites, eux, relèvent les mesures envoyées par ces balises et mesurent également l’évolution des glaces de mer ou du niveau de l’océan.

Salinité

La salinité désigne la quantité de sel dissous dans l’eau. Elle se mesure en grammes par litre. La mesure de ce paramètre permet d’en savoir plus sur la circulation thermohaline et les courants océaniques. Elle fournit également des informations importantes sur un certain nombre de paramètres : température de congélation, densité, biodiversité présente, propriété des masses d’eau, etc.