Imaginez, pour une moment, que vous vous tenez sur une jetée au bord de la mer, agrippant, de manière quelque peu inexplicable, une boule de bowling. Soudain, vous perdez votre emprise et il tombe dans les vagues en contrebas avec un plonk décisif. Imaginez maintenant que la boule de bowling est faite de gaz – du dioxyde de carbone, pour être précis, comprimé dans cette taille et ce poids familiers. C’est approximativement votre part, sur une base approximative par habitant, des émissions de carbone d’origine humaine qui sont absorbées par la mer chaque jour : la valeur de votre boule de bowling en CO2 supplémentaire, plus les quelque 8 milliards de tous les autres. Depuis la révolution industrielle, les océans ont aspiré 30 % de ce gaz supplémentaire.
La raison pour laquelle tant de CO2 se retrouve dans les océans est que cette molécule est extrêmement hydrophile. Il aime réagir avec l’eau, bien plus que les autres gaz atmosphériques, comme l’oxygène. Le premier produit de cette réaction est un composé appelé acide carbonique, qui abandonne rapidement son ion hydrogène. C’est une recette pour une solution caustique. Plus une solution contient d’ions hydrogène, plus elle est acide, c’est pourquoi à mesure que le CO2 dans l’atmosphère terrestre a augmenté, son eau est également devenue plus acide. D’ici la fin du siècle, les modèles prédisent que les océans atteindront un niveau d’acidité jamais vu depuis des millions d’années. Les périodes antérieures d’acidification et de réchauffement ont été liées à la mortalité massive de certaines espèces aquatiques et ont provoqué l’extinction d’autres. Les scientifiques pensent que ce cycle d’acidification se produit beaucoup plus rapidement.
Ce changement frappe le plus durement et le plus rapidement dans les eaux les plus septentrionales de la planète, où les effets de l’acidification sont déjà aigus, explique Nina Bednaršek, chercheuse à l’Institut national de biologie de Slovénie. Elle étudie les ptéropodes, de minuscules escargots de mer également connus sous le nom de « papillons de mer » en raison de leurs coquilles translucides et chatoyantes qui ressemblent étrangement à des ailes. Mais ramassez ces escargots dans les eaux arctiques et un examen attentif de leurs exosquelettes révèle une réalité plus terne. Dans une eau plus corrosive, les coquilles autrefois immaculées deviennent écaillées et grêlées, signe avant-coureur d’une mort prématurée. Ces créatures sont « le canari dans la mine de charbon », comme le dit Bednaršek – un élément essentiel de la chaîne alimentaire qui soutient les plus gros poissons, crabes et mammifères, et un signe de détresse imminente pour plus d’espèces à mesure que les océans deviennent plus caustiques.
Les eaux glacées de l’Arctique sont un cas particulier pour plusieurs raisons, explique Wei-Jun Cai, océanographe à l’Université du Delaware. La première est que la glace fond. Il agit généralement comme un couvercle sur l’eau en dessous, empêchant l’échange de gaz entre l’atmosphère et l’océan. Quand il est parti, l’eau aspire le CO2 supplémentaire dans l’air au-dessus d’elle. De plus, cette eau de fonte dilue les composés qui pourraient neutraliser l’acide. Et puis, il reste généralement là, ne se mélangeant pas beaucoup avec l’eau plus profonde en dessous. Cela se traduit par une mare d’eau près de la surface qui est très acide. Dans une étude récemment publiée dans la revue Science, l’équipe de Cai a examiné les données des missions maritimes dans l’Arctique entre 1994 et 2020 et a conclu que l’acidification se produisait à un rythme trois à quatre fois supérieur à celui des autres bassins océaniques. « L’acidification serait rapide, nous le savions. Mais nous ne savions pas à quelle vitesse », dit Cai. Le coupable, supposent-ils, est la diminution rapide de l’étendue de la glace estivale au cours de ces années. Entre 1979 et 2021, la glace de fin d’été a diminué en moyenne de 13 % par décennie.
Il est difficile, cependant, de mettre des chiffres précis sur les taux d’acidification dans l’ensemble du paysage marin de l’Arctique. À certains endroits, l’eau est peu profonde et se mélange fortement à l’eau de fonte et à l’eau douce des continents environnants. À d’autres endroits, il est plus profond et est actuellement enfermé dans la glace toute l’année. Idéalement, les chercheurs veulent avoir une fenêtre sur tout : des données cohérentes d’une année sur l’autre, couvrant un vaste territoire et des saisons variées, capturant le roulement des courants océaniques, parfois long de plusieurs décennies. Le calendrier à court terme est également extrêmement important, car les conditions locales peuvent changer radicalement d’une semaine à l’autre en fonction de facteurs tels que l’activité du phytoplancton, qui peut fleurir brièvement dans une zone pendant l’été et aspirer soudainement une partie du surplus. CO2. Mais il est difficile d’obtenir des données là-haut. Les scientifiques qui étudient l’acidification, comme Cai, regardent à travers un périscope étroit – dans son cas, s’appuient sur des voyages d’été à travers une partie relativement petite de la mer, qui est encore principalement bloquée par les glaces.
Mais il existe d’autres façons de décrypter les grandes tendances. James Orr, chercheur principal au Commissariat à l’énergie atomique de France, utilise des modèles climatiques mondiaux qui suivent les tendances de la salinité des océans, de la température et du mouvement des forces biologiques dans l’eau, telles que les algues. Ensuite, son équipe peut faire des prédictions sur la direction que prend l’acidification. Dans une étude parue récemment dans Nature, Orr et ses coauteurs ont découvert que ces modèles suggèrent que d’ici la fin de ce siècle, le schéma saisonnier habituel de l’acidité des océans pourrait être renversé. Les proliférations d’algues réduisent normalement l’acidité pendant l’été. Mais alors que la glace fond et rétrécit des semaines plus tôt qu’avant, au lieu d’offrir un sursis, l’été est sur le point de devenir la période d’acidité la plus élevée de toute l’année. Pour Orr, c’était une conclusion surprenante. “Nous pensions que ce serait assez ennuyeux, cela pourrait prendre jusqu’à un mois de décalage dans le modèle”, dit-il. “Mais cela pourrait prendre jusqu’à six mois.”
