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L'océan côtier n'est plus une source de carbone

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Les échanges de carbone entre l'océan et l'atmosphère dans les régions côtières sont inversés. Source d'émission avant l'ère industrielle, les littoraux seraient devenus des puits, favorisant alors le stockage du carbone dans l'océan. Cette inversion de flux s'expliquerait par les activités anthropiques qui stimulent la fertilisation des océans côtiers et les échanges gazeux. Une donnée importante à prendre en compte dans les modèles de projection du cycle du carbone !

Une marée rouge est une efflorescence algale qui se traduit par une augmentation rapide de la concentration de phytoplancton. Le bloom se traduit généralement par une coloration de l'eau. Les marées rouges ne sont pas toutes toxiques, mais lorsqu'il s'agit de Karenia brevis, Hommes et animaux doivent se méfier. © Alejandro Díaz, DP

L'océan global est le principal puits de carbone de la planète. Depuis l'ère industrielle, on estime qu'il absorbe environ 45 % du gaz carbonique produit par combustion des carburants fossiles. Néanmoins à l'échelle régionale, les échanges sont plus complexes. Avant l'ère industrielle, les régions côtières étaient considérées comme des sources de carbone. On estime que l'océan côtier émettait près de 150 millions de tonnes de carbone par an dans l'atmosphère. Aujourd'hui, ce flux semble s'être inversé. Une étude, publiée dans la revue Nature, rapporte que les littoraux seraient devenus des puits de carbone.

Dans le cycle préindustriel, les littoraux étaient considérés globalement comme des déserts biogéochimiques. En effet, la sédimentation rend le milieu pauvre en matière organique. Sans pompe biologique donc, et en l'absence de plongée des eaux froides (downwelling), l'océan côtier devient une source d'émission. Dans l'étude, l'équipe américano-belge prouve que les activités humaines ont modifié cet état. À l'échelle mondiale, les régions côtières absorberaient maintenant 250 millions de tonnes de carbone.

L'activité industrielle en bord de mer rejette du CO2 dans l'atmosphère. Les échanges gazeux air-mer sont amplifiés et le carbonate océanique en absorbe une grande quantité (matérialisée sur le schéma par la grande flèche rouge). Par ailleurs, le rejets des produits agricoles favorisent les efflorescences algales, et accroît la consommation de gaz carbonique par la pompe biologique (cycle vert). © PMEL

Engrais et augmentation du CO2 atmosphérique responsables

Si les régions côtières sont plus accessibles aux scientifiques, elles représentent pourtant l'une des plus grandes inconnues du cycle du carbone. Ce sont des régions dynamiques, où de nombreux processus affectent les échanges air-mer. L'apport des rivières, les échanges gazeux, la production et respiration biologiques... tous ces flux interagissent et peuvent rapidement changer. Par leur proximité avec les Hommes, ils sont très sensibles aux activités anthropiques. La concentration des bateaux favorise la pollution, la destruction des habitats et augmente, en association avec les rejets agricoles apportés par les rivières, les processus de fertilisation des océans.

La fertilisation des régions côtières devient un problème de plus en plus récurrent. L'apport d'engrais issus de l'agriculture ou de la production industrielle génère des blooms de phytoplancton considérables et parfois toxiques. En Bretagne, la forte concentration de nitrate génère les marées vertes régulièrement depuis les années 1960. En Floride, on observe régulièrement des hécatombes d'animaux marins, intoxiqués par les marées d'algues rouges. Cependant, toxiques ou non, ces blooms algaux stimulent la pompe biologique. Une efflorescence algale est en effet motivée par la photosynthèse, grande consommatrice de CO2.

Par ailleurs, le rejet croissant de CO2 dans l’atmosphère, à proximité des côtes, force d'autant plus son absorption dans l'océan. Les ions carbonates, dissous en masse dans les eaux de surface réagissent avec le CO2 pour produire du bicarbonate et de l'eau. Ainsi, les activités anthropiques, par leur contiguïté avec les régions côtières ont inversé le flux d'échange de carbone entre l'atmosphère et l'océan. Si les littoraux, estuaires ou embouchures ne représentent que de petites surfaces par rapport à l'océan large, cette inversion de flux doit être considérée dans la modélisation du cycle du carbone. Les activités humaines s'intensifieront au cours des prochaines décennies, l'océan côtier pourrait donc bien devenir un puits de plus en plus important, et modifier à l'échelle globale les projections des niveaux de CO2 pour 2100.