Acidification de l'Arctique

L'acidification des océans et ses impacts ont été identifiés comme le "research front" numéro 1 des sciences sociales et environnementales par King et Pendlebury (2013). Cela est particulièrement le cas en Arctique. L’une des 6 questions-clés concernant l'Arctique posées par l’European Marine Board en avril 2013 est la suivante : “How will pelagic and benthic Arctic ecosystems respond to ocean acidification which is already happening more rapidly in the Arctic than in other warmer sea basins?” (Haugan, 2013).

L'océan arctique présente naturellement un pH assez faible et c'est la région qui sera affectée la première par les impacts de l'acidification des océans. Environ 10% de ses eaux de surface seront corrosives vis-à-vis du carbonate de calcium (aragonite) d'ici 2018, 50% en 2050 et la totalité des eaux de surface arctiques seront corrosives en 2100 (Steinacher et al., 2009). Ces estimations sont très probablement conservatives, car elles ne prennent pas en compte les apports croissants de carbone organique résultant du dégel du permafrost. Ce carbone est respiré, rejetant du CO2 et constituant un facteur local d'acidification qui s'ajoute a la source globale du CO2 atmosphérique.

Les impacts de ce bouleversement de la chimie de l'eau de mer sur les organismes et les écosystèmes arctiques sont peu connus. La grande majorité des travaux ont été conduits dans le cadre du projet EPOCA coordonné par le INSU-CNRS. Deux expériences de grande ampleur ont été réalisées en 2009 (organismes benthiques) et 2010 (communauté pélagique). Les premières publications datent de 2009 et un volume spécial de Biogeosciences est en cours. Les principaux résultats concernent les ptéropodes (mollusques planctoniques), le phytoplancton et les processus microbiens (y compris les virus). Quelques références-clés sont fournies ci-dessous.

Les activités de recherche relativement intenses de ces 4 dernières années ne doivent pas faire illusion. Les connaissances sur l'évolution future de la chimie des carbonates, les impacts biologiques, biogéochimiques et socio-économiques restent extrêmement fragmentaires et personne ne se hasarderait à avancer un scénario crédible.

Les chercheurs et laboratoires français sont bien positionnés pour contribuer a réduire le nombre et l'ampleur des inconnues. Les atouts sont nombreux : présence et implication de l’IPEV, important réseau de collaboration en Europe et au Canada. Je souhaite citer un handicap : le coût très élevé, pour les Français, de l’utilisation du “marine lab” de Ny-Ålesund.

Bibliographie sommaire

Comeau S., Alliouane S. & Gattuso J.-P., 2012. Effects of ocean acidification on overwintering juvenile Arctic pteropods Limacina helicina. Marine Ecology Progress Series 456:279–284.

Comeau S., Gorsky G., Jeffree R., Teyssié J.-L. & Gattuso J.-P., 2009. Impact of ocean acidification on a key Arctic pelagic mollusc (Limacina helicina). Biogeosciences 6:1877-1882.

Comeau S., Jeffree R., Teyssié J.-L. & Gattuso J.-P., 2010. Response of the Arctic pteropod Limacina helicina to projected future environmental conditions. PLoS ONE 5: e11362.

de Kluijver A., Soetaert K., Czerny J., Schulz K. G., Boxhammer T., Riebesell U. & Middelburg J. J., 2013. A 13C labelling study on carbon fluxes in Arctic plankton communities under elevated CO2 levels. Biogeosciences 10:1425-1440.

Lischka S. & Riebesell U., 2012. Synergistic effects of ocean acidification and warming on overwintering pteropods in the Arctic. Global Change Biology 18:3517-3528.

Orr J. C., 2011. Recent and future changes in ocean carbonate chemistry. In: Gattuso J.-P. & Hansson L. (Eds.), Ocean acidification, pp. 41-66. Oxford: Oxford University Press.

Riebesell U., 2010. Big questions, big test tubes. The Circle 4:12-14.

Tanaka T., Alliouane S., Bellerby R. G. J., Czerny J., de Kluijver A., Riebesell U., Schulz K. G., Silyakova A. & Gattuso J.-P., 2013. Effect of increased pCO2 on the planktonic metabolic balance during a mesocosm experiment in an Arctic fjord. Biogeosciences 10:315-325.

Références citées

Haugan P., 2013. Getting ready for an ice-free Arctic. 2 p. Ostend: Marine Board.

King C. & Pendlebury D. A., 2013. Research fronts 2013: 100 top-ranked specialities in the sciences and social sciences. 32 p. Philadelphia: Thomson Reuters.

Steinacher M., Joos F., Frölicher T. L., Plattner G.-K. & Doney S. C., 2009. Imminent ocean acidification projected with the NCAR global coupled carbon cycle-climate model. Biogeosciences 6:515-533.