Le fonctionnement de la pompe biologique de l’océan est connu dans son principe. A travers un mécanisme d’équilibre des pressions, le CO2 présent sous forme de gaz dans l’atmosphère pénètre dans les eaux de surface ; une série de processus biologiques et physiques interviennent ensuite, pour le transporter enfin vers les fonds marins, sous la forme, principalement, de particules inorganiques. C’est la célèbre « neige marine » que l’on peut observer dans tous les documentaires sur les grands fonds marins. Cette transformation s’étale sur des décennies, voire des siècles. Le carbone se retrouve, pour l’essentiel, stocké dans les sédiments sous forme de carbonate de calcium (CaCO3). Mais l’augmentation de la quantité de dyoxide de carbone absorbée modifie les réactions chimiques en surface. Le CO2 dissout réagit avec l’eau pour donner de l’acide carbonique (H2CO3). L’équilibre du rapport base-acide avec le carbonate (CO3–2) et le bicarbonate (HCO3–) se modifie. L’eau devient plus acide. Cette modification se traduit dans le changement du potentiel hydrogène (pH) de l’eau de mer.

L’eau de mer s’acidifie
Le pH permet de mesurer la relation entre les acides et les bases dans une solution. L’eau de Javel du ménage a un pH de 12 et le jus de citron un pH de 2,4 à 2,6. L’eau pure a un pH neutre de 7. Depuis le début de l’ère industrielle, le pH de l’eau des océans a diminué de 0,11 unité, pour s’établir en moyenne à 8,05. Cela peut sembler peu. Toutefois, l’échelle de pH n’étant pas arithmétique, mais logarithmique, cette valeur à première vue faible exprime en réalité un accroissement de 30 % de l’acidité de l’eau de mer, qui pourrait devenir 120 % en 2060. Cette forme de changement est analogue à celle du réchauffement climatique : abstraitement, son degré paraît faible, mais la rapidité même de cette évolution empêche le fonctionnement de mécanismes stabilisateurs naturels. De même que la planète a déjà connu des variations de température, que l’atmosphère a contenu des quantités changeantes de CO2, les océans ont aussi eu des pH variables. Mais jamais sur une période aussi brève, ce qui change radicalement la donne. D’autant plus que le renforcement de l’effet de serre réchauffe les océans et que des eaux plus chaudes réduisent la solubilité du dyoxide de carbone, augmentant en retour sa présence dans l’atmosphère. C’est là une situation typique de rétroaction négative.

Les effets probables sur le vivant
Les modifications de la chimie des eaux océaniques de surface ont pour effet de réduire la quantité de carbonate de calcium à disposition des organismes marins qui l’utilisent pour fabriquer leur coquille, leur test ou leur squelette. Parmi ces organismes, on compte les coraux, le phytoplancton calcaire (coccolithophoridés), les moules, les huîtres, les escargots de mer, les oursins, mais aussi les étoiles de mer ou les concombres de mer. Selon la qualité de leur structure (aragonite ou calcite, contenant plus ou moins de magnésium), l’augmentation de l’acidité peut entraîner l’affaiblissement ou la dissolution de l’organisme. Voici quelques perspectives probables :

• Les coraux verront leur croissance ralentie et leurs récifs deviendront plus fragiles et vulnérables à l’érosion.

• Les coccolithophoridés occupent une place importante dans la pompe biologique et assurent une bonne partie de l’exportation du carbonate de calcium vers les fonds océaniques. Cette fonction pourrait diminuer, réduisant la capacité de stockage de l’océan et augmentant l’effet de serre.

• Dans les eaux froides des océans polaires, les ptéropodes, minuscules escargots nageant librement, forment le premier maillon de la chaîne alimentaire. Organismes calcifiants, ils sont particulièrement sensibles à l’acidification, qui empêche le développement de leur coquille protectrice et joue le rôle de ballast dans leur migration quotidienne. Trous, effritements, dissolution partielle de la coquille surviennent en présence d’une eau plus acide. Les effets sur les écosystèmes par le biais de la modification de la chaîne alimentaire pourraient être considérables.

• La modification de la chimie de l’océan pourrait aussi avoir des effets sur l’écholocalisation utilisée par les mammifères marins, puisque l’absorption des sons change en fonction de l’acidité. Elle augmenterait aussi la portée d’un grand nombre de sons sous-marins produits par les activités industrielles et militaires dans les océans ainsi que par les navires et bateaux. Le bruit de fond du milieu marin serait accru, avec des risques de désorientation pour les mammifères marins.

• Une autre forme de désorientation pourrait frapper les juvéniles qui utilisent les odeurs pour retrouver leur habitat dans les courants marins, comme le poisson-­clown qui trouve son chemin grâce à l’anémone de mer. Une augmentation de l’acidité pourrait créer des confusions dans le guidage olfactif.

Ce ne sont là que quelques probabilités, peu rassurantes, qui nécessitent un intense travail de recherche et de vérification scientifiques. A cette première urgence s’en ajoute une autre, tout aussi impérative : réduire immédiatement et de manière massive les émissions de CO2.

Daniel Süri