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 les émissions de combustibles fossiles, rompent l'équilibre du cycle du carbone et provoquent des changements climatiques, tels que l'augmentation de l'effet de serre et l'acidification des océans.
Pour comprendre les conséquences de l'acidification des océans, il faut donc d'abord récapituler le cycle du carbone. J'ai écrit à ce sujet ici1.
L'effet de serre permet la vie sur Terre, en retenant la chaleur dans l'atmosphère, ce qui réchauffe la planète. J'ai montré son fonctionnement ici1. Cependant, malgré son importance, l'augmentation du dioxyde de carbone en a fait un problème.
Mais l'excès de dioxyde de carbone ne reste pas entièrement 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.
Dioxyde de carbone et chimie des océans
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 en neutralisant les ions H+ et en formant davantage de bicarbonate. La réaction nette est la suivante CO2 + H2O + CO3-2→ 2HCO3-
L'absorption du dioxyde de carbone modifie fondamentalement la chimie des océans 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 qui remontent 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, notamment sur les poissons, les coraux et les crustacés ?
Lorsque la concentration en ions hydrogène augmente, l'eau devient plus acide. En outre, les ions carbonates 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 entraîner la dissolution de certaines coquilles et de certains 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, on trouve un petit escargot de mer appelé ptéropode. Malgré leur petite taille, les ptéropodes constituent une source importante de nourriture pour de nombreuses espèces, dont les poissons, les phoques et les baleines. Mais les ptéropodes ont des coquilles délicates en carbonate de calcium qui sont vulnérables 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. Au bout de 48 heures, les coquilles des ptéropodes ont commencé à se dissoudre.
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