La pollution due à l’activité humaine augmente par endroit l’acidité des océans au moins 10 fois plus rapidement que prévu et représente une menace pour les coquillages marins, avertit une nouvelle étude scientifique.

Par Julian Siddle, BBC, 25 novembre 2008

Les chercheurs indiquent que les niveaux de dioxyde de carbone ont un effet sensible sur la santé des coquillages tels que les moules.

Durant cette recherche, des mesures ont été effectuées chaque demi-heure dans les eaux au large du nord-ouest de la côte Pacifique des États-Unis pendant huit ans.

Les résultats, publiés dans la revue PNAS, suggèrent que les premières modélisations des changements climatiques pourraient avoir sous-estimé le taux de l’acidification des océans.

Le Professeur Timothy Wootton, du département de l’écologie et de l’évolution de l’Université de Chicago, déclare que de tels résultats étaient inattendus car on estimait que les énormes systèmes océaniques avaient la capacité d’absorber de grandes quantités de CO2.

« On croyait que l’acidification des océans était un processus lent, il est donc surprenant d’observer ces fluctuations », note-t-il.

Les résultats ont montré que le CO2 dissous dans l’eau a diminue son au fil du temps, ce qui indique une augmentation de l’acidité chaque année.

Cette étude a été menée en mesurant quotidiennement les niveaux de pH de l’eau, la salinité et la température, sur la côte de l’île Tatoosh, un petit affleurement située dans l’océan Pacifique, au large de l’État de Washington.

Des mesures ont également été effectuées sur l’état sanitaire des espèces présentes dans l’écosystème côtier.

Le professeur Wootton indique que ce type d’étude portant sur les facteurs biologiques était absente des précédentes modélisations des systèmes de l’océan et du climat - et que la vie marine peut aussi affecter le pH de l’eau de mer.

« Sur le court terme, les êtres vivants affectent le pH, par le biais de la photosynthèse et de la respiration, mais les modèles actuels n’intègrent pas l’activité biologique », précise-t-il.

Chaque été, le professeur Wootton est retourné sur les mêmes sites des côtes balayées par le vent de l’île Tatoosh, pour observer la taille et la distribution des populations d’organismes marins sur le rivage. Il s’est tout spécialement intéressé aux balanes, aux algues et à la principale espèce de cette côte, la moule de californie.

Les moules ont une coquille faite de carbonate de calcium, qui peut être affaiblie ou même dissoute par l’exposition à l’acide. Le professeur Wootton indique que l’augmentation de l’acidité pourrait être responsable de la diminution de la population de moules observée par cette étude.

« Les tendances montrent la possibilité que les moules soient remplacées [par d’autres espèces] sont plus élevées que pour les espèces dépourvues de coquilles calcaires, » estime-t-il.

L’étude montre que d’autres espèces occupent rapidement l’espace précédemment occupé par les moules, même si l’une d’entre elles, les balanes, est également pourvue d’une coquille.

Selon le professeur, cette anomalie apparente, pourrait s’expliquer par le déclin de l’espèce dominante qui offrirait une fenêtre d’opportunité permettant à une autre espèce de prospérer. Mais il s’attend à ce que ce phénomène ne soit que temporaire car les nouveaux venus seront également affectés par l’augmentation de l’acidité.

« Sur le court terme, le déclin à long terme [de l’espèce dominante] est compensée par l’arrivée de la concurrence », explique-t-il.

Les chercheurs indiquent qu’ils ont été surpris que les plantes et les animaux qu’ils ont étudiés soient si sensibles aux changements des niveaux de CO2. Ces organismes vivent dans la zone littorale soumise aux marées, où ils sont alternativement immergés, exposés au soleil, et battus par les vagues et les tempêtes.

La constatation la plus troublante effectuée par le professeur Wootton est la vitesse à laquelle augmente l’acidification, avec une baisse du niveau de pH beaucoup plus rapide que ce qui était précédemment estimé.

« Elle est 10 à 20 fois plus rapide que ce que les modèles antérieurs prévoyaient. » avertit-il.

L’équipe de chercheur travaille actuellement en collaboration avec des savants spécialisés dans la chimie des océans pour voir comment leurs observations côtières peuvent être rapprochées des mesures effectuées globalement, pour tenter d’expliquer pourquoi la baisse des niveaux de pH semble se produire si rapidement.

« Nous savons en fait étonnamment peu de choses sur la façon dont l’acidité des océans est en train de changer au fil du temps, nous avons besoin d’un réseau plus large de mesures », déclare le professeur Wootton.

Sur le Web :

PNAS Dynamic patterns and ecological impacts of declining ocean pH in a high-resolution multi-year dataset

J. Timothy Wootton, Catherine A. Pfister, and James D. Forester

Increasing global concentrations of atmospheric CO2 are predicted to decrease ocean pH, with potentially severe impacts on marine food webs, but empirical data documenting ocean pH over time are limited.

In a high-resolution dataset spanning 8 years, pH at a north-temperate coastal site declined with increasing atmospheric CO2 levels and varied substantially in response to biological processes and physical conditions that fluctuate over multiple time scales.

Applying a method to link environmental change to species dynamics via multispecies Markov chain models reveals strong links between in situ benthic species dynamics and variation in ocean pH, with calcareous species generally performing more poorly than noncalcareous species in years with low pH.

The models project the long-term consequences of these dynamic changes, which predict substantial shifts in the species dominating the habitat as a consequence of both direct effects of reduced calcification and indirect effects arising from the web of species interactions. Our results indicate that pH decline is proceeding at a more rapid rate than previously predicted in some areas, and that this decline has ecological consequences for near shore benthic ecosystems.