Climat : Conséquences – Les Océans

Suite du billet sur les conséquences du réchauffement climatique. L’index général de la série de billets sur le réchauffement climatique est disponible ici

Le réchauffement des Océans

Si on trace l’évolution de la température de surface moyenne des Océans :

On aboutit ainsi à la même conclusion que pour la température de l’air : une forte hausse à partir de 1985.

Si on regarde l’évolution de la quantité totale d’énergie stockée dans les eaux de surface (700 m) des Océans, on arrive à une variation d’un niveau phénoménal de 15 x 10^22 Joules en plus !

Ce chiffre correspond à :

• 10 milliards de bombes d’Hiroshima ;
• 300 fois la quantité d’énergie consommée dans le monde en un an ;
• l’énergie totale du Soleil qui atteint la Terre en 10 jours ;
• 4 fois l’énergie (potentielle) des réserves de toute l’énergie fossile estimées dans le monde (pétrole + gaz + charbon).

Source : Mercator Océans (conseillée ! Plein de simulations et cartes possibles…)

Température de surface de l’Océan Arctique

Le retrait des glaces de mer permet à l’eau d’absorber plus de chaleur issue du soleil. Les eaux de surface de l’Océan Arctique se sont donc réchauffées ces dernières années. En 2007, certaines eaux de surface libres de glace étaient plus chaudes de 5°c que la moyenne des températures mesurées jusqu’ici. L’Océan Arctique s’est aussi réchauffé du fait de l’afflux d’eaux plus chaudes venant des Océans Pacifique et Atlantique.

On note que 2011 est la deuxième année la plus chaude sur ce plan.

L’acidification des Océans

Comme nous l’avons vu dans ce billet, entre un quart et un tiers du CO₂ lié aux activités humaines est absorbé par les océans chaque année, soit huit milliards de tonnes. En volume, cela équivaut à plus d’un milliard de piscines olympiques et donc à environ 1 tonne de CO₂ par personne.

Cette absorption massive a permis de réduire les changements climatiques mais elle entraîne également un bouleversement de la chimie de l’eau de mer. Ce CO₂ se dissout en effet dans l’eau pour former un acide, appelé acide carbonique. Avec l’augmentation des concentrations de CO₂ dans l’atmosphère, des quantités toujours plus importantes de ce gaz sont dissoutes dans les océans.

L’acide carbonique ainsi absorbé modifie alors l’équilibre chimique de l’eau de mer en rendant son pH moins basique. Ce processus est appelé « acidification des océans ». L’azote d’origine agricole, provenant des engrais et des lisiers, ainsi que le soufre des énergies fossiles contribuent également au phénomène d’acidification.

L’augmentation des niveaux de CO₂ dans les océans n’aboutira jamais à obtenir une eau de mer « acide ». Mais des variations en apparence minimes sur l’échelle de pH (Potentiel Hydrogène, qui mesure la concentration en protons H+ = l’acidité) provoquent des changements brutaux. Ainsi une diminution de 0,1 du pH représente une augmentation de 30 % de l’acidité (comme l’échelle de Richter, l’échelle des pH est logarithmique), ce qui suffit à créer des impacts dévastateurs sur de nombreuses espèces marines.

Ainsi, un pH plus acide réduit la disponibilité des ions carbonates dans l’eau nécessaires à la construction et à la conservation des coquillages et des squelettes. Il devient alors plus difficile pour les micro-organismes contenus dans le plancton, par exemple, de construire leurs coquilles. Or ces micro-organismes sont à la base de la chaîne alimentaire de centaines d’espèces, on connaît encore mal les impacts que cela pourrait avoir sur l’équilibre fragile des réseaux d’alimentation marine. Les coraux profonds sont eux aussi touchés par ce phénomène et se développent beaucoup plus lentement.

Le plus alarmant, c’est que ces changements dus à l’acidification sont irrévocables : on ne peut prélever le CO₂ une fois qu’il est absorbé par les océans. Si nous n’agissons pas rapidement, il faudra des dizaines de milliers d’années pour que l’océan retrouve son pH d’origine. Si les émissions de CO2 continuent d’augmenter au même rythme, les projections montrent qu’il pourrait y avoir une augmentation de l’acidité de 120 % d’ici à 2060. La seule solution, c’est donc d’émettre moins de CO₂ .

Au début du XIXème siècle, le pH moyen des Océans s’élevait à 8,16. Il atteint aujourd’hui 8,05 et son évolution pourrait aboutir à 7,8 en 2100.

Cette évolution n’est d’ailleurs pas parfaitement homogène :

Carte des variations du pH depuis l’ère préindustrielle (1700) jusqu’aux années 1990. De manière générale, le pH des océans s’est abaissé, ce qui correspond à une acidification de l’eau de mer

 

Observons l’évolution du pH de l’Océan au cours des 25 derniers millions d’années :

Les prévisions sont donc très inquiétantes… Non pas tant pour le niveau (les Océans ont déjà été plus acides que cela), mais par sa rapidité, qui risque d’être dévastatrice pour les espèces marines…

Augmentation de l’acidité des Océans depuis 2 siècles et demi :

L’élévation du niveau de la mer

Les relevés montrent une croissance continue du niveau des mers depuis les années 1870 :

Ces observations montrent que le niveau des océans s’est élevé de 12 à 22 cm au cours du XXe siècle. Cette élévation s’est accélérée durant la seconde moitié du 20ème siècle, puisque le niveau moyen de la mer a crû de l’ordre de 1,8 mm (entre 1,3 à 2,3 mm) par an de 1961 à 2003, et encore plus rapidement de 1993 à 2003, l’élévation étant de l’ordre de 3,1 mm (entre 2,4 à 3,8 mm) par an. Ce rythme actuel d’environ 3 cm par décennie pourrait toutefois s’emballer dans un proche avenir.

L’augmentation du niveau des mers sera probablement à l’origine de migrations de populations vivant dans des zones inondées (îles, zones côtières de très faibles altitudes…) ou n’ayant plus accès à l’eau potable du fait de la salinisation des nappes phréatiques.

Cette augmentation est la résultante de plusieurs facteurs :

Les deux principaux facteurs de croissance du niveau des mers sont donc d’abord la dilatation thermique puis ensuite la fonte de réservoirs terrestres de glaces (glaciers, calottes polaires, couverture neigeuse, pergélisols…).

Le niveau des mers s’est stabilisé il y a environ 3000 ans. Selon les analyses, il n’est plus remonté jusqu’au XXe siècle, lorsqu’il s’est élevé de 17 cm. En moyenne, l’eau est montée de 1,7 mm par an, mais les nouveaux satellites altimétriques qui permettent de mesurer le niveau des mers, disponibles depuis les années 1990, montrent que depuis 1994 la moyenne est de 3,1 mm par an. Le GIEC, dans ses projections pour le XXIe siècle, a calculé une moyenne de 4 mm par an, aboutissant à une augmentation de 18 à 59 cm en 2100.

D’autres scientifiques ont contesté les analyses faites par le GIEC – mais pas dans le sens que vous pourriez imaginer… Par exemple, lors d’une conférence sur le climat à Vienne, le 16 avril 2008, les scientifiques anglais du Proudman Oceanographic Laboratory de Liverpool ont vivement critiqué les estimations du GIEC ; selon leurs prévisions, le niveau des mers augmentera de 1,5 m d’ici 2100. L’océanographe allemand Stefan Rahmstorf estime lui aussi que le niveau des mers s’élèvera davantage que ne le prévoit le GIEC, de 50 à 140 cm entre 1990 et 2100. James Hansen, climatologue de la NASA, a eu la même réaction à l’égard du quatrième rapport du GIEC : « J’ai été très déçu des commentaires [du GIEC] à propos de l’élévation du niveau de la mer, car ils n’affirmaient pas clairement que notre compréhension de la situation avait profondément changé et que le problème est nettement plus grave que nous le pensions. ». L’équipe du chercheur Tad Pfeffer estime désormais l’évolution probable entre + 80 cm et + 2 m.

Dans le rapport pour la conférence de Copenhague de 2009, les scientifiques avaient déjà pointé la tendance du giec à sous-estimer l’ampleur du phénomène, en comparant d’anciennes projections (zone en gris) avec la réalité, qui montraient bien que le giec était bien trop optimiste (alors pour ceux qui le croient alarmiste par nature…) : les calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique fondent plus vite que prévu.

« Les six dernières années (jusqu’à 2010) ont été la période la plus chaude jamais enregistrée dans l’Arctique. À l’avenir, le niveau mondial des mers devrait augmenter de 0,9 à 1,6 mètres d’ici 2100, et la disparition de la glace des glaciers et des calottes glaciaires de l’Arctique, ainsi que de la calotte glaciaire du Groenland y apporteront une contribution significative. » [Programme d’Observation et d’Evaluation de l’Arctique – AMAP, 2011]

« Il est très inquiétant que les rapports les plus récents indiquent une augmentation bien plus importante du niveau mondial des mers que ce que nous attendions jusqu’à présent. » [Connie Hedegaard, Commissaire Européenne au Climat, 2011]

Avec les scénarios actuels, voici les simulations pour une « simple » montée des eaux de 1 mètre (cliquez pour agrandir) :

On constate que cette simple élévation aura des conséquences ravageuses aux Pays-Bas, Danemark, en Angleterre, Amazonie, Malaisie, Indonésie…

Voici d’autres simulations pour une montée des eaux de 2 mètres (cliquez pour agrandir) :

Cette élévation plus importante aura également des conséquences ravageuses aux États-Unis, Bangladesh, Mexique, en Alaska, Italie, Chine, Camargue, à Cuba…

La source de ces merveilleuses cartes, qui comprend en fait 6 simulations entre + 1 m et + 6 m, est le site CReSIS.

Pour situer les enjeux, soulignons enfin que si toute la glace qui se trouve sur le continent Antarctique fondait, le niveau de la mer s’élèverait de 70 mètres. Si la glace du Groenland fondait, cela jouterait 7 mètres de plus. Voici ce qui arriverait alors avec 80 mètres d’eau en plus en Europe (ce qui n’arrivera normalement jamais, mais cela montre notre fragilité) :

Enfin, pour conclure cette partie, je vous propose un petit travelling arrière, pour observer un très long historique du niveau des mers – puisque c’est un peu la marque de fabrique de ce blog. Depuis la dernière période glaciaire, il y a de cela 18 000 ans, le niveau de la mer a augmenté d’environ 120 mètres, et il s’est stabilisé il y a environ 3000 ans. À cette époque, de grandes quantités d’eau étaient emmagasinées sur les terres émergées sous la forme de glaciers qui recouvraient une grande partie d’Amérique du Nord, d’Europe et d’Asie.

Voici les 24 000 dernières années (jusqu’à la dernière glaciation) :

Voici les 140 000 dernières années (jusqu’à la dernière période interglaciaire, comme la nôtre)

Voici les 542 000 000 dernières années :

Pour les passionnés, vous trouverez plus d’informations sur cette page Wikipedia, et en écoutant la conférence d’Anny Cazenave.

Enfin, 2 films pour terminer, sur le danger d’une hausse de 80 m du niveau des mers si toutes les calottes fondaient (nous en sommes très loin, même dans les pires scénarios, rassurez-vous) :

Dans le billet suivant, vous trouverez la suite de cette présentation des conséquences du réchauffement climatique.

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