RÉCHAUFFEMENT, ACIDIFICATION ET ÉLÉVATION DU NIVEAU DES MERS : CE QUE NOUS APPREND LA MÉDITERRANÉE, Thierry Thibaut ET Charles-François Boudouresque*

À l’échelle de l’océan mondial, la Méditerranée semble minuscule : 0,8 % de sa surface, moins de 0,3 % de son volume. Pourtant, les océanographes la considèrent souvent comme un océan, certes miniature, mais commode car plus facile à étudier et à comprendre que l’océan mondial.

*CHARLES-FRANCOIS BOUDOURESQUE ̧ est professeur émérite à l’Institut méditerranéen d’océanologie, université Aix-Marseille et THIERRY THIBAUT est maître de conférences à l’Institut méditerranéen d’océanologie, université Aix-Marseille.

UNE MER TEMPÉRÉE

En Méditerranée, la température de l’eau de surface est comprise entre 10 et 17 °C en hiver, entre 21 et 28 °C en été. C’est au nord (golfe du Lion, nord de l’Adriatique, nord de la mer Égée) qu’elle est le plus froide, à l’est (de l’Égypte à la Turquie) qu’elle est le plus chaude. En profondeur, la température est plus stable : entre 12 et 13 °C.

La Méditerranée n’échappe pas au réchauffement général de notre planète. Son eau se réchauffe, surtout en surface. Les chiffres diffèrent, selon le point de départ (l’an 1850 ou 1900), selon les auteurs, selon les régions considérées aussi (nord ou sud, est ou ouest de la Méditerranée), mais tous font état d’un réchauffement.

La minuscule Méditerranée pourrait, par l’intermédiaire de l’eau qui en sort, à Gibraltar, contrôler en partie les courants de l’océan, et partant agir sur le climat de notre planète.

LE YO-YO DU NIVEAU DE LA MER

Depuis la naissance de la Terre, il y a environ 4 600 millions d’années (Ma), le niveau de la mer n’a jamais cessé de changer. Cela ne constituait pas un problème, car l’homme, avec ses villes côtières, ses États insulaires du Pacifique et ses champs dans les basses plaines du Bangladesh et du delta du Nil, n’était pas là. Depuis 2,5 Ma, l’alternance d’épisodes glaciaires et interglaciaires fait osciller le niveau de la mer d’environ 130 m, à des intervalles de temps de 100 000 ans. Il y a 20 000 ans, lors du dernier maximum glaciaire, les calottes glaciaires et les glaciers retenaient une partie importante de l’eau de la planète, et le niveau de la mer était donc très bas. Depuis, il n’a pratiquement jamais cessé de monter. Cette montée a été très rapide vers 14000 BP : presque 4 m par siècle. Elle est très lente depuis 6000 BP, avec même des phases de relative stabilité, comme pendant le « petit âge glaciaire », entre le XIIIe et le XVIIIe siècle. Cette montée du niveau marin a déterminé un glissement des écosystèmes vers le haut, afin de suivre les conditions écologiques auxquelles ils étaient adaptés. Ainsi, l’herbier à Posidonia oceanica dépérissait en profondeur (plus assez de lumière) mais progressait dans les zones superficielles, colonisant les terres récemment submergées.

LE PREMIER ÉCOSYSTÈME SINISTRÉ : LE TROTTOIR À LITHOPHYLLUM

Il existe un écosystème adapté à un niveau marin stable pendant au moins quelques siècles ; c’est le « trottoir à Lithophyllum byssoides », une algue rouge calcifiée (fig. 1). Cette espèce a édifié, à la faveur du petit âge glaciaire, des encorbellements parfois spectaculaires, comme à Scàndula (Corse). Aujourd’hui, sous l’effet du réchauffement et de la fonte des glaciers, la montée du niveau de la mer s’accélère ; elle est d’environ 3 mm/an. Un grand nombre de trottoirs montrent déjà des signes de submersion : L. byssoides meurt, des cyanobactéries perforantes érodent le trottoir, des espèces adaptées à la submersion recouvrent L. byssoides.

Figure 1. Le trottoir à Lithophyllum byssoides de Cala Litizia (réserve naturelle de Scàndula, Corse), dans les années 1980 : il mesurait 2 m de large. Cet écosystème étonnant, où des espèces marines côtoient des espèces terrestres, est spécifique à la Méditerranée.

Figure 1. Le trottoir à Lithophyllum byssoides de Cala Litizia (réserve naturelle de Scàndula, Corse), dans les années 1980 : il mesurait 2 m de large. Cet écosystème étonnant, où des espèces marines côtoient des espèces terrestres, est spécifique à la Méditerranée.

Sanja Faivre, Marc Verlaque et Thierry Thibaut ont tiré la sonnette d’alarme. En 2050, quel que soit le scénario du GIEC que l’on retienne, cet écosystème aura disparu. Ce sera donc le premier écosystème sinistré du fait du changement climatique. Il rejoindra les populations humaines sinistrées de certaines îles et plaines côtières.

RÉCHAUFFEMENT : DES EFFETS DIRECTS

La Méditerranée, de même que l’océan mondial, de même que le milieu terrestre, se réchauffe. Ce réchauffement est en partie naturel. Il a commencé il y a 20 000 ans, avec la fin du dernier âge glaciaire, et est en dents de scie, avec des épisodes chauds, comme celui du Moyen Âge, et des retours relatifs du froid, comme le petit âge glaciaire évoqué. Au réchauffement naturel lié aux cycles climatiques s’est superposée, depuis le début de l’ère industrielle, une accélération due aux rejets massifs, par l’homme, de gaz à effet de serre. Les modèles climatiques prévoient, pour la fin du XXIe siècle, 2 à 3 °C de plus par rapport à aujourd’hui, ce qui est énorme. De telles températures dépassent largement les fluctuations naturelles liées au climat. Elles n’ont jamais été atteintes depuis des millions d’années.

La faune et la flore méditerranéenne ont évolué dans le contexte climatique des derniers millions d’années, et au sein des écosystèmes qui caractérisent cette mer, comme les prairies à Posidonia oceanica, les forêts à Cystoseira et le coralligène. Les événements de « canicule marine », qui se produisent certains étés, nous donnent un avant-goût du futur : mortalité massive de certaines espèces emblématiques du paysage sous-marin, telles que les gorgones, le corail et les grandes éponges (fig. 2). Les espèces d’affinités froides, qui se réfugiaient dans le Nord (golfe du Lion et nord de l’Adriatique, par exemple) lors des épisodes chauds naturels, ne pourront pas monter plus au nord : ces refuges deviennent des culs-de-sac qui constituent des pièges, prélude à leur extinction. La modélisation permet de prévoir que 6 espèces de poissons méditerranéens s’éteindront avant 2050 et 14 avant 2100.

RÉCHAUFFEMENT : DES EFFETS INDIRECTS AU TRAVERS DES ESPÈCES INTRODUITES

Figure 2. Ce paysage sous-marin, très prisé des plongeurs, se nomme le «coralligène». Les algues calcaires rouges qui forment un concrétionnement sont menacées par l’acidification. Les gorgones (à l’arrière-plan) sont déjà atteintes par le réchauffement, avec des pics de mortalité lors des années chaudes.

Figure 2. Ce paysage sous-marin, très prisé des plongeurs, se nomme le «coralligène». Les algues calcaires rouges qui forment un concrétionnement sont menacées par l’acidification. Les gorgones (à l’arrière-plan) sont déjà atteintes par le réchauffement, avec des pics de mortalité lors des années chaudes.

On nomme « espèces introduites » les espèces que l’homme a transportées, directement ou indirectement, d’une région et d’un écosystème au sein duquel elles ont évolué vers une région et un écosystème nouveaux, et qui peuvent s’y reproduire sans l’assistance de l’homme. Les espèces introduites constituent, à l’échelle de la planète, une menace aussi importante, parfois encore plus importante, que le réchauffement climatique. La Méditerranée constitue la région du monde qui abrite le plus d’espèces introduites. Elles viennent principalement du Pacifique Nord, le vecteur étant l’aquaculture, et de la mer Rouge. Ces dernières, d’affinités chaudes, entrent en Méditerranée par le canal de Suez ; dans un premier temps, elles sont restées cantonnées dans le bassin levantin, où elles ont bouleversé le fonctionnement de la plupart des écosystèmes. C’est ainsi que les poissons-lapins, Siganus luridus et S. rivulatus, des herbivores voraces, pires que les chèvres sur terre, transforment les fonds marins en déserts (fig. 3 et 4). Ces espèces, du fait du réchauffement, progressent vers nos côtes. Avant 2050, elles y seront présentes et dominantes. Bonne chance (!) aux pêcheurs artisanaux et aux clubs de plongée, car ils seront les premières victimes économiques de ce bouleversement.

L’ACIDIFICATION DE L’EAU DE MER, UN SOUS-PRODUIT DU DIOXYDE DE CARBONE (C02)

À peu près un quart du CO2 produit sur la planète est absorbé par les mers et les océans. La dissolution du CO2 dans l’eau de mer entraîne une chute du pH. Ce phénomène est appelé acidification. Petit rappel des cours de chimie : le pH se mesure sur une échelle allant de 0 à 14 ; par exemple, l’acide chlorhydrique a un pH acide de 0, le Coca-Cola un pH acide de 2,48, le vinaigre un pH acide de 3, l’eau pure un pH neutre de 7 et la soude caustique un pH basique de 14. L’échelle d’acidité n’est pas linéaire et un pH 6 est 10 fois plus acide qu’un pH 7, 100 fois plus acide qu’un pH 8, etc.

Figure 3. Le poisson-lapin, Siganus rivulatus. Cet herbivore vorace, introduit depuis la mer Rouge grâce au canal de Suez, progresse en Méditerranée, à la faveur du réchauffement des eaux. Il pourrait sérieusement menacer la pêche artisanale en Méditerranée française.

Figure 3. Le poisson-lapin, Siganus rivulatus. Cet herbivore vorace, introduit depuis la mer Rouge grâce au canal de Suez, progresse en Méditerranée, à la faveur du réchauffement des eaux. Il pourrait sérieusement menacer
la pêche artisanale en Méditerranée française.

L’eau de mer a un pH de 8,14. Entre 1751 et le début du XXIe siècle, le pH des eaux de surface des océans a diminué, passant de 8,25 à 8,14. La période correspond à l’ère industrielle, et donc à l’augmentation du CO2 dans l’atmosphère, rejeté par les activités humaines : on rejette du carbone fossile qui a été piégé dans les profondeurs de la Terre depuis des millions d’années sous forme de charbon, de pétrole ou de gaz et qui, sans les activités humaines, n’aurait jamais pu retourner dans l’atmosphère. Les prévisions du GIEC sont pessimistes et l’augmentation actuelle de CO2 dans l’atmosphère devrait diminuer le pH des océans à 7,8 d’ici à 2100.

Une baisse de pH de 0,3-0,4 semble anodine, mais peut être très importante pour certains organismes marins. Cette baisse du pH a pour conséquence une diminution de la quantité d’ions carbonates (CO3²–), ions qui entrent notamment dans la composition de coquilles et squelettes calcaires. Ainsi, une diminution du pH serait significative sur la dissolution des coquilles d’aragonite (un carbonate) des ptéropodes (organismes vivant en pleine eau). On a observé une diminution en quinze ans de la calcification de coraux (Porites) de la Grande Barrière de corail d’Australie. En Méditerranée, à proximité de sources naturelles d’acidification dues au CO2 rejeté par le volcanisme (en Grèce et en Italie), on observe des changements de végétation avec une diminution de l’importance des algues rouges calcifiées. Le coralligène de Méditerranée, construit par des algues calcaires rouges, pourrait être menacé (fig. 2).

CONCLUSIONS

Figure 4. Un immense banc de poissons-lapins (Siganus), originaires de la mer Rouge, en Méditerranée orientale. Ces herbivores voraces broutent pratiquement tout végétal, transformant les fonds en une sorte de désert minéral.

Figure 4. Un immense banc de poissons-lapins (Siganus), originaires de la mer Rouge, en Méditerranée orientale. Ces herbivores voraces
broutent pratiquement tout végétal, transformant les fonds en une sorte de désert minéral.

Le réchauffement climatique va bouleverser la vie méditerranéenne. Il agit directement – hausse des températures – et indirectement – hausse du niveau marin et acidification. En outre, il n’agit pas seul. Il se combine en effet à d’autres impacts humains, comme l’introduction d’espèces, la surpêche et la destruction des habitats. Ce cocktail peut s’avérer beaucoup plus préoccupant que le seul réchauffement climatique. Attention : un train peut en cacher un autre.

Une réflexion sur “RÉCHAUFFEMENT, ACIDIFICATION ET ÉLÉVATION DU NIVEAU DES MERS : CE QUE NOUS APPREND LA MÉDITERRANÉE, Thierry Thibaut ET Charles-François Boudouresque*

  1. Je tente encore une fois de laisser un commentaire argumenté sur un article de cette revue et j’espère cette fois qu’il ne passera pas à la trappe.
    L’article ci-dessus est excellent, documenté. Mais le dernier paragraphe mérite d’être discuté. En effet si le gaz carbonique se dissout dans l’eau océanique, cela crée ions hydroniums H+ et des ions hydrocarbonates HCO3- qui eux réagissent aussitôt avec des cations, en particulier le calcium pour former un carbonate (de calcium) et de l’eau. Le résultat est donc neutre, du point de vue ph. C’est d’ailleurs ce qui a permis la vie aérienne: l’atmosphère de la terre était, avant la vie, très riche en CO2. La vie marine a « pompé » tout ce CO2 pour faire les jolies montagnes sur lesquelles nous nous promenons ( c’est le stockage de CO2). Ce qui fait que les océans sont un tampon énorme pour la teneur en CO2 atmosphèrique. Ses quantités de stockage sont illimitées. Il est peu vraisemblable que ce fonctionnement observé à l’échelle des temps soit aujourd’hui obsolète(règle de la permanence en géologie). Enfin l’auteur dit que cette diminution du ph des eaux océaniques conduit à une dissolution du calcaire marin. Mais lorsque l’eau s’acidifie par dissolution de CO2 ( H+ et HCO3-) les ions HCO3- qui cherchent à se lier à un Ca, ce calcium là, ce ne sera- certainement pas celui des tests d’animaux marins…car il est déjà en relation avec un CO3 – -. Donc en période de dissolution massive de CO2, les équilibres des réactions sont déplacées (il faut les écrire!), le calcium devient plus « recherché », et la synthèse calcaire est ralentie. C’est une question d’équilibre chimique et de cinétique.
    Donc cela remet en cause le « prêt-à-penser » majoritairement admis. Attention, car la relation souvent admise entre la teneur en CO2 et la température est loin de faire consensus dans la communauté scientifique. Et pourtant c’est là dessus qu’est généralement fondée la nécessité de la « transition énergétique », par les lobbies politico-industriels qu’on connaît bien.

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