Le réchauffement climatique
Acidification des océans
Comment se forme l’acidification dans les océans ?
Comme nous le savons, l’activité humaine génère des émissions de CO2 responsables du réchauffement climatique. Ce CO2 est en partie absorbé par les océans (on estime que 25% est absorbé ce qui représente 22 millions de tonnes de CO2 par jour), ce qui explique que les effets du réchauffement climatique sont retardés. Cependant, ceci a des conséquences négatives sur l’environnement. Une fois absorbé, le CO2 se dissout dans l’eau et subit une transformation chimique (sa forme moléculaire initiale change). C’est pendant cette transformation que des ions H+ sont émis, responsables de l’acidification progressive des océans.
Il faut aussi savoir que la capacité des océans à absorber le CO2 diminue avec le temps, depuis l’ère industrielle cette capacité s’est réduite de 70%. Le taux d’acidité actuel est le plus élevé depuis 300 millions d’années.
D’ici 2100, le GIEC estime que le pH des océans diminuera de 0.3, ce qui correspond à une multiplication par 2 de l’acidité.
Comment calcule-t-on l’acidité des océans ?
On utilise le potentiel hydrogène (ou plus communément appelé pH) pour calculer l’acidité d’une solution, dans ce cas il s’agit de l’eau de mer. Le pH s’échelonne de 0 à 14. Pour trouver cette acidité, on calcule le nombre d’ions H+. Plus il y aura d’ion H+, plus le mélange sera acide. Moins il y a d’ion H+, plus le mélange est dit basique. Un exemple de solution acide avec un pH égal à 2 est le jus de citron. Pour une solution basique de pH égal à 10, on pourra citer le savon. Il existe aussi des solutions neutres où le pH est égal à 7 tel que le sang humain ou l’eau pure.
Quelles sont les conséquences d'une plus grande acidité des océans ?
L’acidification progressive des océans à de multiples impacts, elle affecte notamment les planctons. Cette espèce est essentielle à la vie marine, car c’est elle qui oxygène les océans et qui est à la base de la chaîne alimentaire. Une diminution du pH entraîne une diminution des quantités de carbonate de calcium qui sont utilisées par les planctons (et les mollusques) pour développer leur squelette calcaire. C’est comme si l’on voulait construire un mur de protection, mais sans avoir assez de briques.
La disparition des planctons amène à un appauvrissement des océans en O2 et affecte toutes les espèces dont le régime alimentaire en dépend. La diminution de la biodiversité marine inhérente à l’acidification des océans impacte aussi les régions côtières dépendantes de la pêche. Le GIEC estime que d’ici 2050 les quantités pêchées vont diminuer de 1.5 millions de tonnes par an.
Augmentation de la température moyenne terrestre : ces informations implicites
Dans les médias, nous entendons souvent parler d’augmentation des températures. Ces derniers temps, notamment, le rapport du GIEC a pointé les conséquences d’une augmentation globale des températures de 1.5 et 2°C. Ces informations ont été massivement relayées par les journaux, le web, les radios… Mais il y a des implications sous-jacentes qui ne sont pas toujours expliquées. Nous allons voir comment se calculent ces températures moyennes et en quoi parler d’augmentation globale ne reflète pas la réalité de ces changements.
Il faut tout d’abord comprendre que quand on parle d’une augmentation globale de 1.5°C, nous faisons en fait référence à une moyenne des températures entre océans et continents. Ce qui change la donne, c’est que les continents et régions polaires se réchauffent plus vite que les océans. Ainsi, une augmentation de 1.5°C ne veut pas dire que nous subissons en France, par exemple, une moyenne de 1.5°C supplémentaire.
En réalité, les continents se réchauffent aux alentours des 2°C. Et cela est d’autant plus vrai pour les régions polaires qui sont les zones de la planète les plus impactées par ces changements.
Le GIEC estime que la température moyenne de l’arctique a grimpé de 2.5°C depuis l’ère pré-industrielle ayant pour conséquence notable sur les glaces une diminution de leur épaisseur (-40%), de leur quantité et de leur taux de fonte (en 2017, record de fonte de la banquise le plus haut depuis 40 ans).
La fonte des glaciers est-elle directement responsable de l’augmentation du niveau des océans ?
Alors oui et non. Il y a quelques précisions à apporter à cette idée très répandue. La fonte des glaces de l’arctique et de l’antarctique due au réchauffement climatique n’augmente pas en soi le niveau des océans. Nous savons qu’un corps (solide, liquide ou gazeux) peut subir une transformation appelée changement d’état. Il peut passer de l’état liquide à solide (fusion) ou solide à liquide (liquéfaction) en fonction des conditions dans lesquelles il se trouve (un changement de température par exemple). Seulement, lorsque la glace subit une liquéfaction il n’y a pas de changement de volume. Ce qui veut dire que même si l’ensemble des glaces de l’arctique et de l’antarctique fondait, le niveau des océans ne changerait pas.
Mais alors pourquoi dit-on que la fonte des glaces induit une élévation de ce niveau ?
Il y a un concept important à prendre en considération, l’albédo. L’albédo est la capacité d’un corps à absorber les longueurs d’ondes, autrement dit sa capacité à réfléchir la lumière. Il s’agit d’une grandeur comprise entre 0 et 1. Un corps de couleur noire absorbe beaucoup d’énergie, sa valeur d’albédo est proche de 0. Un corps blanc ou bien un miroir absorbe (ou renvoie) peu d’énergie, son albédo est proche de 1.
Ainsi, les glaciers agissent comme une espèce de miroir renvoyant les rayons du soleil dans l’espace qui ne sont alors pas absorbés ce qui participe alors à limiter le réchauffement de notre planète. Lorsque la banquise fond, les rayons solaires entrent alors en contact avec l’eau qui possède un albédo très inférieur à celui de la glace. Ces rayons sont donc absorbés plus facilement. La conséquence est une augmentation de la température des océans arctique et antarctique. Et c’est là que tout se joue, quand l’eau change de température elle subit un phénomène de dilatation thermique. Plus elle est chaude plus son volume augmente et plus elle est froide plus son volume diminue.
Ce n’est pas la disparition des banquises qui augmente le niveau des océans, mais la diminution de l’albédo qui laisse plus de rayonnement être absorbés. Ceci augmente les températures des océans qui à leur tour augmentent de volume sous l’effet de la dilatation thermique.
Vers un emballement climatique
Il y a cependant un autre paramètre entrant en compte, les glaciers situés sur les continents. Lorsqu’ils fondent, l’eau se déverse dans les océans participant ainsi à leur élévation. En outre, il y a un effet de cycle, car en fondant, les glaciers voient leur capacité à renvoyer les rayons solaires diminuer. Ce qui conduit à un réchauffement local faisant fondre encore un peu plus les glaciers et ainsi de suite.