Une façon de comprendre comment l'acidité des océans peut changer, par exemple, en réponse à l'augmentation des niveaux de dioxyde de carbone (CO2), est de se pencher sur l'histoire de l'acidité de l'eau de mer. Le Dr Itay Halevy de l'Institut des sciences Weizmann s'est penché sur le passé lointain - jusqu'aux premiers océans de la Terre. Le modèle qu'il a développé, avec le Dr Aviv Bachan de l'Université de Stanford, suggère que les premiers océans, juste à l'époque où la vie est née, étaient un peu acides, et qu'ils sont progressivement devenus alcalins. L'étude, Publié dans Science , met en lumière la façon dont les niveaux d'acide océanique passés étaient contrôlés par le CO2 dans l'atmosphère, un processus important pour comprendre les effets du changement climatique.

L'acidité et l'alcalinité sont mesurées sur l'échelle de pH de 0-14. À cette échelle, 7 est neutre, plus haut est alcalin, plus bas est acide. Vers 8,2, les océans d'aujourd'hui sont légèrement alcalins, et nous savons que la hausse des niveaux de CO2 augmente actuellement l'acidité des océans (baisse du pH).

Halévy, du Département des sciences de la Terre et des planètes de l'Institut Weizmann, explique qu'il y a des milliards d'années " le Soleil primitif était plus faible, même si nous n'avons pas de preuves d'un climat beaucoup plus froid. Nous pensons que c'est parce que l'atmosphère primitive contenait plus de gaz à effet de serre CO2 qu'à l'heure actuelle, et qu'à mesure que le soleil devenait plus brillant, les niveaux de CO2 ont diminué, " dit Halévy.

CO2, et l'eau produit de l'acide carbonique, il va donc de soi que les premiers océans auraient été plus acides. Mais des niveaux de CO2 plus élevés au début auraient également entraîné des eaux de pluie acides et cela, à son tour, aurait pu conduire à des taux plus élevés d'altération chimique de la croûte rocheuse de la Terre, lessivant des ions qui neutraliseraient en partie l'acidité du CO2. Quel effet est le plus fort ? Cela n'a pas été clair; ainsi, les modèles précédents de l'histoire du pH de l'eau de mer ont tout trouvé, des valeurs élevées aux faibles.

Le modèle développé par Halevy et Bachan rend compte de ces processus et de la manière dont ils influencent les flux d'ions entrant et sortant de l'eau océanique. Selon leur modèle, l'effet acidifiant de niveaux de CO2 plus élevés dominait, et les premiers océans avaient un pH inférieur à celui actuel.

« À un niveau très fondamental, " dit Bachan, "nous montrons que le pH de l'océan a été contrôlé par quelques processus simples pendant tout le temps géologique."

Mettre des nombres au pH proposé, Halevy dit qu'il y a trois à quatre milliards d'années, le pH de l'eau de mer se situait entre 6,0 et 7,5 - entre celui du lait et celui du sang humain. Halevy :"Cela nous donne quelques indices sur les conditions dans lesquelles la vie a émergé dans les premiers océans."

« Nous avons eu un océan primitif plus acide qu'aujourd'hui dans lequel la vie primitive prospérait et les cycles chimiques étaient équilibrés ; mais si nous voulons appliquer cette idée à aujourd'hui, nous devons nous rappeler que cet équilibre des acides et des bases s'est maintenu sur des échelles de temps géologiques - des millions d'années, " ajoute-t-il. " Aujourd'hui, l'acidification du CO2 est beaucoup plus rapide, ce modèle ne s'applique donc pas au problème à court terme. Dans des centaines de milliers d'années, les océans auront trouvé un nouvel équilibre, mais d'ici là, les organismes et les environnements marins peuvent en souffrir."