Une étude internationale montre que la sécrétion du squelette calcaire d'une espèce de microalgues : les coccolithophores, diminue quand les eaux marines deviennent plus acides.

Les coccolithophores sont des organismes unicellulaires que l'on trouve au fond des océans ils produisent une grande part de la masse sédimentaire marine due à l'accumulation post-mortem de leur micro-squelette composée de petites plaques calcaires, appelées coccolithes. La réaction des coccolithophores à l'acidification n'avait jamais été étudiée dans leur élément naturel à l'échelle planétaire. Une nouvelle approche permet de comprendre la manière dont ces organismes réagissent à l'acidification de l'océan à partir d'observations océaniques.

CNRS/CEREGE

Cinq coccolitophoridés vus au microscope électronique à balayage montrant les différences de calcification existant au sein de la même espèce, ici Emiliania huxleyi.Beaufort

Grâce à des techniques originales de reconnaissance automatique d'espèces en microscopie et de morphométrie le poids (quelques picogrammes, soit un millième de milliardième de gramme) de chacune du demi-million de plaques calcaires mesurées dans cette étude, a été mis en relation avec la chimie de l'eau. Les résultats montrent qu'en général les coccolithophores calcifient moins quand les eaux sont pauvres en carbonates (et donc plus acides). Cette étude tend donc à démontrer que comme les coraux, le phytoplancton calcaire pourrait subir de forts changements dans les prochaines décennies si l'acidification des océans s'accélère.


Toutefois, cette étude a aussi permis d'observer une exception importante dans les zones côtières au large du Chili : là, dans les eaux les plus « acides » de l'océan actuel (pH de 7,6 à 7,9), des coccolithes très calcifiés ont été observés contrairement à la tendance générale. Les analyses génétiques menées à la Station Biologique de Roscoff, montrent que les souches de coccolithophores de cette région, sont différentes de celles observées dans d'autres secteurs océaniques.

Il semble donc que des coccolithes ont réussi à s'adapter naturellement à un environnement peu favorable à leur calcification. La capacité d'adaptation de ce groupe au large du Chili dans des eaux acidifiées reste encore inconnue. Cela ne préjuge pas d'une adaptation des autres groupes de coccolithophores à l'acidification des océans dans le contexte d'un accroissement futur de CO2 atmosphérique et océanique.


.Sciences et Avenir 04/08/2011

Selon des scientifiques, les océans n’ont jamais été aussi acides que maintenant. Ils continueraient même à s’acidifier à un rythme inquiétant, au risque de détruire définitivement les récifs coralliens et d’autres formes de vie animales et végétales...

C'est une découverte préoccupante que vient de révéler une étude publiée dans la revue scientifique Science. Celle-ci concerne l'acidification des océans, un phénomène qui se produit lorsque la présence de carbone augmente dans l'atmosphère et que les eaux se mettent à en absorber de plus en plus. Or, si une première acidification avait déjà eu lieu il y a des millions d’années, celle qui se déroule depuis les temps préindustriels serait anormalement marquée.

"Bien que des similarités existent, jamais au cours de cette période les taux d'acidification n'ont représenté, dans leur évolution, un tel impact potentiel sur la chimie organique des océans, conséquence des émissions sans précédents de dioxyde de carbone (CO2) dans l'atmosphère", explique un des auteurs de cette étude, Andy Ridgwell, professeur à l'Université de Bristol, au Royaume-Uni.

En effet, alors que l’augmentation se faisait à raison de 0,008 pH par siècle en période de réchauffement atmosphérique, elle est passée à 0,1 unité de pH au XXe siècle. Selon le Groupe d'experts sur l'évolution du climat (Giec), le pH des océans pourrait ainsi baisser de 0,3 unité de plus d'ici la fin du siècle pour s'établir à 7,8.
"Cela représente un rythme au moins dix fois plus rapide que depuis 56 millions d'années", souligne Bärbel Hönisch, une paléocéanographe de l'observatoire terrestre Lamont-Doherty (université de Columbia).

Or, "une telle acidification accroît le risque que les océans subissent bientôt des bouleversements comparables à ceux observés durant le Maximum thermique du passage du Paléocène à l'Eocène", période à laquelle les températures mondiales avaient augmenté de 6°C en 5.000 ans, avec une montée correspondante des océans.

Suite à ces changements, il est estimé que de 5 à 10% des espèces marines ont disparu au cours des 20.000 années suivantes, des taux très élevés.

Une situation qui devient rapidement difficile à inverser

"Nous savons que durant les périodes passées d'acidification des océans -- résultat alors d'un fort accroissement du CO2 atmosphérique provenant de gigantesques éruptions volcaniques-- la vie n'a pas été entièrement anéantie mais de nouvelles espèces ont évolué pour en remplacer d'autres qui se sont éteintes", commente Bärbel Hönisch citée par l'AFP.

"Mais si les émissions de CO2 industrielles continuent au rythme actuel nous pourrions perdre des organismes marins auxquels nous tenons comme les récifs coralliens, les huîtres et les saumons", prévient-elle.

Le problème est qu'une trop forte absorption du CO2 par les océans est capable d'épuiser le carbonate dont les coraux, les mollusques et certains planctons pour leur coquillage ont besoin, entrainant ainsi leur disparition.

Mais d'autres conséquences en découlent également : si les coquilles de phytoplancton se dissolvent, les résidus se déposent sur les fonds marins et y forment une couche de boue qui détruit les foraminifères, des organismes unicellulaires.

Auteur d'une précédente étude publiée dans Nature, Christopher Langdon, biologiste océanographe de l'Université de Miami pointe "combien il est difficile de rapidement inverser une telle situation". "Une fois que des espèces se sont éteintes c'est pour toujours", ajoute-t-il jugeant que "nous jouons un jeu très dangereux".


Maxisciences 02/03/2012

Un phénomène actuellement sous-estimé participerait activement à l’acidification des océans : l’eutrophisation. En dégradant les algues apparues lors d’efflorescences causées par des rejets de nutriments, des micro-organismes libéreraient d’importantes quantités de CO₂ dans l’eau. Les nitrates et les phosphates donneraient ainsi naissance à des hotspots d’acidification dans les eaux côtières.


L’acidification des océans aurait atteint en 2012 un record inégalé depuis 300 millions d’années. Ce phénomène particulièrement dommageable pour la vie marine, principalement pour les organismes possédant un squelette ou des coquilles, est régulièrement expliqué par la libération massive de CO₂ dans l’atmosphère. Les océans absorbent en effet un tiers du gaz émis par les activités anthropiques. Une série de réactions chimiques le transforme ensuite en acide carbonique, un composé abaissant le pH de l’eau.

Une seconde cause environnementale sous-estimée entrerait également en jeu : l’eutrophisation. D’importantes quantités de nutriments, principalement des phosphates et des nitrates, arrivent en continu dans les mers et océans du globe et peuvent, le cas échéant, provoquer des efflorescences algales. Problème, le phytoplancton ou les macroalgues non dispersés par des courants, ou non consommés par d’autres organismes, finissent par mourir et couler au fond. Ils sont alors décomposés par des bactéries consommant de l’oxygène. Le milieu devient hypoxique. Ce n’est pas tout, ces êtres produisent également dusulfure d'hydrogène (SH₂), duméthane (CH₄), de l'ammoniac (NH₃) et surtout du… dioxyde de carbone (CO₂).


D’après une étude publiée dans la revue Environmental Science and Technology, ce paramètre ne serait pas à négliger. En combinant ses effets avec ceux du CO₂ d’origine atmosphérique, cette source de pollution accélérerait considérablement l’acidification des eaux côtières. Ces travaux de recherche ont été menés par William Sunda du Center for Coastal Fisheries and Habitat Research CCFHR) de la Noaa et Wei-jun Cai de l’University of Georgia.

Les chercheurs ont développé un nouveau modèle biochimique intégrant de nombreuses variables environne-mentales pour mieux comprendre l’impact des rejets de nutriments sur les océans. Le résultat est sans appel, ils provoquent de véritables hotspots d’acidification. Les deux sources de CO₂ combineraient leurs effets et pourraient, à terme, engendrer une baisse du pH marin de 0,25 à 1,1 unité. Cette chute non négligeable dépendrait de la température et de la salinité des masses d’eau concernées.


En se basant sur la concentration actuelle en CO₂ atmosphérique et en projetant les quantités de gaz qu’émettront les micro-organismes dans le futur, l’acidité actuelle de l’eau de mer pourrait, d’ici quelques années, être multipliée par 2 dans des eaux chaudes fort salées. Plus surprenant, ce facteur atteindrait une valeur de 12 au sein des milieux côtiers froids présentant une faible salinité.


Les résultats du modèle ont été confrontés à des mesures prises au sein de zones hypoxiques dans le golfe du Mexique et en mer Baltique. Ces deux milieux présentent en effet des températures et des taux de salinité bien différents. Une bonne correspondance a été trouvée entre les valeurs prédites et celles déterminées sur le terrain.




Carte présentant les variations du pH dans les océans depuis l’ère préindustrielle (1700) jusqu’aux années 1990. Globalement, ce paramètre a sans cesse diminué, traduisant ainsi une acidification de l’eau de mer. Plumbago, Wikimedia common, CC by-sa 3.0

Les diminutions du pH mesurées et prédites pourraient rapidement impacter la faune marine par endroits. Plusieurs filières industrielles seront alors fragilisées. Par exemple, l’acidification des océans perturbe déjà, selon la Noaa, des élevages d’huîtres sur la côte nord-ouest des États-Unis (croissance de la coquille ralentie, par exemple). Près de 3.000 emplois seraient ainsi menacés, principalement à proximité des embouchures déversant des nutriments en excès. Le modèle a été développé afin d’aider les politiques à mieux gérer les ressources côtières vulnérables.


FUTURA SCIENCES 28/09/2012

OSLO - Des scientifiques ont tiré lundi la sonnette d'alarme sur l'acidification rapide de l'océan Arctique due aux émissions de CO2, un phénomène lourd de menaces pour le fragile écosystème de la région.

L'acidité des eaux de la planète a augmenté de 30% depuis le début de l'ère industrielle, atteignant un niveau inégalé depuis au moins 55 millions d'années, ont rappelé les intervenants d'une conférence internationale sur l'acidification des océans réunie à Bergen (sud-ouest de la Norvège).

L'océan Arctique est plus que tout autre vulnérable car les eaux froides absorbent davantage de CO2 et parce qu'il est abondé par l'eau douce venue de rivières et de la fonte des glaces, ce qui le rend moins apte à neutraliser chimiquement les effets acidifiants du dioxyde de carbone. De plus, la fonte accrue de la banquise l'été met à découvert des superficies marines toujours plus grandes, lesquelles contribuent au surcroît d'absorption.

En mer d'Islande et en mer de Barents, le pH (potentiel hydrogène) a ainsi diminué d'environ 0,02 par décennie depuis la fin des années 1960.

Même en stoppant les émissions de CO2 aujourd'hui, des dizaines de milliers d'années s'écouleraient avant que les océans ne retrouvent leur niveau d'acidité d'avant l'ère industrielle il y a deux siècles, a dit le chercheur norvégien Richard Bellerby, principal auteur d'un rapport scientifique sur ce thème.

Encore mal connue et d'ampleur inégale selon les endroits, même à l'intérieur de la seule région Arctique, l'acidification fait courir un danger pour les coraux, mollusques et autres organismes à coquille comme le papillon des mers (ptéropode) dont la capacité de calcification est altérée.

Certaines espèces comme l'ophiure, un organisme marin proche de l'étoile de mer, sont directement menacées d'extinction, et les stocks de poissons peuvent aussi être affectés. Par ricochet, ce sont la pêche industrielle, le tourisme ou encore le mode de vie des populations autochtones qui sont en jeu. A contrario, d'autres espèces pourraient tirer parti de cette acidité croissante, ont noté les scientifiques.

L'incertitude n'est pas une excuse à l'inaction, a précisé Sam Dupont de l'Université de Göteborg (Suède). Les scientifiques ont appelé à remettre la lutte contre le changement climatique au centre des priorités politiques, déplorant qu'elle ait été éclipsée par la crise économique.

On doit se projeter au-delà de cette crise bancaire, a souligné Carol Turley, du Laboratoire d'études marines de Plymouth (Grande-Bretagne).

ROMANDIE 6/5/2013

Paris (AFP) - L'acidification des océans sous l'effet du CO2 pourrait, en diminuant l'émission de certains gaz d'origine marine, accentuer la hausse de la température du globe, selon une étude publiée dimanche par la revue Nature Climate Change.

Ce mécanisme n'est actuellement pas pris en compte dans les projections sur l'évolution du climat, soulignent les auteurs de cette étude dirigée par Katharina Six, chercheuse à l'Institut Max Planck à Hambourg (Allemagne).

Le gaz carbonique (CO2), émis en quantités de plus en plus importantes par l'homme, est le principal gaz à effet de serre à l'origine de la hausse de la température mondiale. Mais il est aussi responsable d'une acidification rapide des océans, qui absorbent le quart du CO2 émis.

Selon des études précédentes, les valeurs de pH (plus un pH est faible, plus l'acidité est élevée) enregistrées aujourd'hui n'ont jamais été rencontrées depuis 800.000 ans. Une étude parue en 2012 dans la revue Science soulignait même que cette acidification se faisait à un rythme inédit depuis... 300 millions d'années.

Dans cette nouvelle étude, les chercheurs soulignent que cette acidification des océans a un autre effet: la baisse du pH s'accompagne d'une baisse de la concentration en sulfure de diméthyle (DMS), un gaz produit par le phytoplancton. Or, ce gaz joue un rôle dans le système climatique: il contribue, en s'échappant vers l'astmosphère, à créer des aérosols, lesquels, en réfléchissant les rayons du soleil, permettent de réduire la température à la surface du globe.

A partir de simulations, les chercheurs estiment ainsi qu'une baisse des émissions de ce gaz d'origine marine de 18% d'ici 2100 se traduirait par un réchauffement supplémentaire de l'ordre de 0,23 à 0,48°C. Des résultats qui, selon les chercheurs, montrent que ce mécanisme jusqu'ici méconnu doit être désormais pris en compte dans les projections.

SCIENCES ET AVENIR 25/8/2013