Le dioxyde de carbone est un gaz commun présent dans l'atmosphère. Normalement, le cycle du carbone de la Terre maintient un équilibre naturel du carbone dans l'atmosphère, les terres et les océans grâce à la "respiration de la planète". Cependant, les activités humaines, telles que l'émission de combustibles fossiles, rompent l'équilibre du cycle du carbone et provoquent des changements climatiques, comme l'augmentation de l'effet de serre et l'acidification des océans.
Ainsi, pour comprendre les conséquences de l'acidification des océans, il faut d'abord récapituler le cycle du carbone. J'ai écrit à ce sujet ici1.
L'effet de serre permet la vie sur Terre, en piégeant la chaleur dans l'atmosphère, réchauffant ainsi la planète. J'ai montré comment cela fonctionne ici1. Cependant, malgré son importance, l'augmentation du dioxyde de carbone en a fait un problème.
Mais tout l'excès de dioxyde de carbone ne reste pas dans l'atmosphère. Les scientifiques estiment que les océans ont absorbé un tiers de l'ensemble du dioxyde de carbone produit par les activités humaines. L'élimination du dioxyde de carbone de l'atmosphère par les océans contribue à retarder l'ampleur du changement climatique. Toutefois, cet avantage a un coût.
Le dioxyde de carbone et la chimie de l'océan
Une fois dissous dans l'eau de mer, le CO2 réagit avec l'eau (H2O) pour former de l'acide carbonique : H2CO3 : CO2 + H2O ↔ H2CO3. L'acide carbonique se dissout rapidement pour former des ions H+ (un acide) et du bicarbonate, HCO3- (une base). L'eau de mer est naturellement saturée d'une autre base, l'ion carbonate (CO3-2) qui agit comme un antiacide pour neutraliser les H+, formant davantage de bicarbonate. La réaction nette ressemble à ceci : CO2 + H2O + CO3-2→ 2HCO3-
L'absorption de dioxyde de carbone modifie fondamentalement la chimie de l'océan en déclenchant des réactions qui rendent l'eau de mer plus acide, un phénomène appelé acidification des océans. En fait, l'océan est devenu près de 30 % plus acide qu'il ne l'était au début de l'ère industrielle. Il s'agit d'un changement plus important et plus rapide que celui observé dans les archives fossiles remontant à au moins 800 000 ans, avant l'apparition des vertébrés et des plantes dans les archives fossiles.
Quel sera l'impact de l'acidification des océans sur la vie marine, comme les poissons, les coraux et les crustacés ?
Lorsque la concentration d'ions hydrogène augmente, l'eau devient plus acide. En outre, les ions carbonate deviennent moins abondants.
Certains des ions hydrogène supplémentaires réagissent avec les ions carbonate pour former davantage de bicarbonate. Lorsque le carbonate devient moins abondant, ces organismes, tels que les coraux et les palourdes, ont plus de difficultés à construire et à maintenir leurs coquilles et leurs squelettes. L'augmentation de l'acidité peut même provoquer la dissolution de certaines coquilles et squelettes de carbonate. Les ions hydrogène réagissent avec le carbonate de calcium solide et le transforment en bicarbonate soluble et en ions calcium.
Parmi le mélange de plantes et d'animaux minuscules qui composent le plancton vit un minuscule escargot de mer appelé ptéropode. Malgré leur petite taille, les ptéropodes constituent une importante source de nourriture pour de nombreuses espèces, dont les poissons, les phoques et les baleines. Mais les ptéropodes ont une coquille délicate en carbonate de calcium qui est vulnérable à l'acidification des océans. Dans une série d'expériences, des coquilles de ptéropodes ont été placées dans de l'eau de mer au pH (acidité) prévu pour l'océan Austral d'ici 2100. En 48 heures, les coquilles de ptéropodes ont commencé à se dissoudre.
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