Les énergies fossiles menacent la vie marine - NOAA / NSF

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La concentration en C02 atmosphérique a augmenté de 30% en un siècle (c'est énorme). On parle beaucoup des graves conséquences climatiques de cette hausse, peu des conséquences sur la vie marine :

NOAA / NSF CRUISE REVEALS IMPACTS OF OCEAN ACIDIFICATION ON CHEMISTRY, BIOLOGY OF NORTH PACIFIC OCEAN

"The pH decrease is direct evidence of ocean acidification in the Pacific Ocean," said Feely. "These dramatic changes can be attributed, in most part, to anthropogenic CO2 uptake by the ocean over the past 15 years. This verifies earlier model projections that the oceans are becoming more acidic because of the uptake of carbon dioxide released as a result of fossil fuel burning."

http://www.noaanews.noaa.gov/stories2006/s2606.htm(...)

Fossil Fuels Threatening Sea Life, Researchers Say
http://www.newhousenews.com/archive/milstein040706.html

Questions :

1 - A partir de quel seuil (quelle quantité de CO2 d'origine fossile balancée dans l'atmosphère par les hommes) l'écosystème marin sera définitivement (à l'échelle humaine) bouleversé ? (cf épisode black shales)

2 - Cela correspond à quelle année ? 2020 ? 2050 ? beaucoup plus tôt ?

3 - Les conséquences seront-elles seulement régionales ou concerneront-elles l'ensemble des océans mondiaux ?
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[invite600c2730]

A propos des black shales (impact indirect de l'élévation du CO2 atmosphérique par augmentation de la température) :

(...) On comprend qu'un réchauffement climatique puisse entraîner l'arrêt de cette circulation profonde, la stratification des eaux et l'anoxie (par exemple l'évènement anoxique du Crétacé s'est traduit par une mortalité en masse et le dépôt de sédiments noirs réduits, les black shales).
(...)

http://www.u-picardie.fr/~beaucham/m...ano/oceano.htm

[invite878beb27]

Il me semble qu'il y a déja eu dans le passé des périodes où le taux de C02 dans l'atmosphère était beaucoup plus important, et avec des augmentations et chute brutale de ce taux ( période d'intense activité volcanique : K-T )

Certes, l'implication anthropique n'arrange rien, mais il me semble que la Nature peux rétablir l'équilibre, comme elle l'a fait par le passé. Cela va nécessité quelques milliers d'années et l'Homme devra peut-être ressentir les effets du dérèglement qu'il a engendré.

La vie marine est elle aussi soumise à de très complexes équilibres, qui sont sans cesse en mouvement. La vie marine va s'adapter si elle en a le temps.

[invitef2ea68d7]

Bonjour,

Je crois utile de rappeler certaines choses avant de poursuivre la discussion:

- l'eau de mer standard est alcaline. Son pH est d'environ 8,2.

- c'est un milieu fortement tamponné, par un tampon carbonates (HCO3, CO3). Sa variation de pH en fonction du CO2 additionnel dissout est donc à évaluer en fonction du système tampon.

Pour ceux que ça intéresse, il existe à Oak Ridge un labo spécialisé (Carbon Dioxide Information Analysis Center, Oak Ridge National Laboratory, U.S. Department of Energy, Oak Ridge, Tennessee.)

En France, l'IFREMER et le SHOM font régulièrement des campagnes de mesures de pH.

Vous trouverez des données assez fiables sur ces sites. Sur celui d'Oak Ridge, vous trouverez même un programme de simulation du système tampon carbonates.

Ah oui, j'oubliais (pardon) l'université de Brest, département Océanographie, assez pointue sur le sujet...

Dominique

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite600c2730]

Bonjour,

Je crois utile de rappeler certaines choses avant de poursuivre la discussion:

- l'eau de mer standard est alcaline. Son pH est d'environ 8,2.

Cela ne change rien au problème.

- c'est un milieu fortement tamponné, par un tampon carbonates (HCO3, CO3). Sa variation de pH en fonction du CO2 additionnel dissout est donc à évaluer en fonction du système tampon.

Les quantités de CO2 en jeu sont énormes (+30% en un siècle dans l'atmosphère). Le pH des eaux océnaiques baisse, et cette baisse menace la vie marine.

Pour ceux que ça intéresse, il existe à Oak Ridge un labo spécialisé (Carbon Dioxide Information Analysis Center, Oak Ridge National Laboratory, U.S. Department of Energy, Oak Ridge, Tennessee.)
En France, l'IFREMER et le SHOM font régulièrement des campagnes de mesures de pH.
Vous trouverez des données assez fiables sur ces sites. Sur celui d'Oak Ridge, vous trouverez même un programme de simulation du système tampon carbonates.
Ah oui, j'oubliais (pardon) l'université de Brest, département Océanographie, assez pointue sur le sujet...

Merci pour ces infos.

Un article de référence sur le sujet :

Anthropogenic ocean acidification over the twenty-first century and its impact on calcifying organisms, Orr J. et al., Nature, 29 septembre 2005
http://www.ipsl.jussieu.fr/~jomce/ac...ature04095.pdf

De très nombreuses autres références ici :
http://www.ipsl.jussieu.fr/~jomce/acidification/ (en anglais, français, allemand, japonais etc.)

[invitef2ea68d7]

Les quantités de CO2 en jeu sont énormes (+30% en un siècle dans l'atmosphère). Le pH des eaux océnaiques baisse, et cette baisse menace la vie marine.

Quelle part de ce CO2 se dissout-elle dans l'eau de mer? Quelle répartition du pourcentage de dissoulution en fonction de la latitude? Pour quel effet sur le tampon carbonate?
Quel équilibre s'établit-il entre le CO2 dissout et sa phase gazeuse, en fonction de la température?
Quel est l'effet du développement zoo et phytoplanctonique sur cet équilibre?
Quelle est la variation depuis 10 ou 20 ans du pH marin global? En fonction des mers (ouvertes ou fermées)?

[invite600c2730]

Quelle part de ce CO2 se dissout-elle dans l'eau de mer?

C'est la loi de Henry :

A température constante et à saturation, la quantité de gaz dissout dans un liquide est proportionnelle à la pression partielle qu'exerce ce gaz sur le liquide.

[invite600c2730]

Quel équilibre s'établit-il entre le CO2 dissout et sa phase gazeuse, en fonction de la température?

La constante de Henry varie ( ) en fonction de la température de la manière suivante :

http://perso.wanadoo.fr/bernard.piro...tech/henry.htm

Cette "constante" est fonction de la température et présente un maximum (qui correspond au minimum de solubilité) qui est fonction du gaz : vers 100 ºC pour l'oxygène et l'azote, 130 ºC pour le dioxyde de carbone.

A partir de 130°C on est tranquiles, ça commence à redescendre

[invite600c2730]

Quel est l'effet du développement zoo et phytoplanctonique sur cet équilibre?
Quelle est la variation depuis 10 ou 20 ans du pH marin global? En fonction des mers (ouvertes ou fermées)?

Tu as des éléments de réponse ici : http://www.ipsl.jussieu.fr/~jomce/ac...ature04095.pdf (septembre 2005)
(voir en particulier les graphiques)

Tu sais, des eaux dont le pH diminue, c'est pas génial pour les organismes calcaires (ptéropodes etc.).

[invitef2ea68d7]

Oh là, je crains fort que le problème ne se situe pas vraiment dans le domaine d'application de la loi de Henry, qui est un peut trop simplificatrice!

Il s'agit d'avantage d'un problème de diffusion entre la couche limite de surface, avec des flux d'échanges turbulents.
Les échanges gaz-eau dans cette couche limite se voient opposer plusieurs résistances:
- la résistance aérodynamique , qui est la résistance au transfert d'un gaz dans la couche de surface atmosphérique. Elle dépend essentiellement de l'intensité de la turbulence
- la résistance de la couche quasi-laminaire, qui dépend à la fois de la turbulence et de la diffusion moléculaire du gaz, qui dépend elle même de l'épaisseur de la couche laminaire, du gradient de concentration dans la couche et du coeff. de diffusion qui dépend lui de la taille de la molécule du gaz et de la température (ouf!)
- la résistance de surface, basée sur la solubilité et l'équilibre des différentes phases.

Bref, quelque chose de bien compliqué, que l'on modélise en faisant pas mal d'approximation, comme chaue fois que la turbulence entre en jeu...

[invite600c2730]

Oh là, je crains fort que le problème ne se situe pas vraiment dans le domaine d'application de la loi de Henry, qui est un peut trop simplificatrice!

Il s'agit d'avantage d'un problème de diffusion entre la couche limite de surface, avec des flux d'échanges turbulents.
Les échanges gaz-eau dans cette couche limite se voient opposer plusieurs résistances:
- la résistance aérodynamique , qui est la résistance au transfert d'un gaz dans la couche de surface atmosphérique. Elle dépend essentiellement de l'intensité de la turbulence
- la résistance de la couche quasi-laminaire, qui dépend à la fois de la turbulence et de la diffusion moléculaire du gaz, qui dépend elle même de l'épaisseur de la couche laminaire, du gradient de concentration dans la couche et du coeff. de diffusion qui dépend lui de la taille de la molécule du gaz et de la température (ouf!)
- la résistance de surface, basée sur la solubilité et l'équilibre des différentes phases.

Bref, quelque chose de bien compliqué, que l'on modélise en faisant pas mal d'approximation, comme chaue fois que la turbulence entre en jeu...

Je crois que la loi de Henry donne un ordre d'idée tout à fait intéressant. Pour le reste je ne suis pas compétent.

[invite600c2730]

Une info de Futura Sciences qui vient de paraître :

Quand l'Océan Pacifique devient acide

http://www.futura-sciences.com/news-...acide_8748.php

Extrait :

(...) Les résultats préliminaires confirment l'acidification des océans prédite par les modèles informatiques.

En effet les scientifiques ont mesuré une diminution du pH d'environ 0,025 unités par rapport au début des années 1990 et une augmentation des concentrations de carbone inorganique de 15 micromole/kg dans les eaux de surface d'une large portion du pacifique nord. La diminution du pH a pour origine l'augmentation des quantités de CO2 présent dans l'atmosphère et absorbé par l'océan.

Les premiers organismes qui pourraient être affectés par une diminution de pH sont les organismes planctoniques à tests calcaires. Or ces organismes constituent une source de nourriture importante pour de nombreuses espèces de macrophages comme le saumon.

Il est difficile de prévoir toutes les conséquences d'une modification du pH des océans. Cependant ces scientifiques s'inquiètent de la rapidité du phénomène qui laisse peu de temps aux organismes pour s'adapter.