Au cours de la dernière décennie, l'expédition nationale chinoise de recherche arctique (CHINARE) et des collaborateurs américains ont étudié les changements environnementaux et climatiques de l'océan Arctique occidental et ont été témoins d'une expansion rapide de l'eau «acidifiée» dans la colonne d'eau supérieure. Cette photo montre l'équipe scientifique travaillant sur une station de glace devant le brise-glace XueLong pendant la croisière de l'été 2010 dans le nord du bassin Canada, très proche du pôle Nord. Crédit :Zhongyong Gao et Di Qi
L'acidification des océans (OA) se propage rapidement dans l'océan Arctique occidental à la fois en superficie et en profondeur, selon une nouvelle recherche interdisciplinaire rapportée dans Nature Changement Climatique par une équipe de collaborateurs internationaux, y compris le professeur Wei-Jun Cai de l'Université du Delaware.
La recherche montre que, entre les années 1990 et 2010, les eaux acidifiées se sont étendues vers le nord à environ 300 milles marins du versant Chukchi au large de la côte nord-ouest de l'Alaska jusqu'à juste en dessous du pôle Nord. Aussi, la profondeur des eaux acidifiées a augmenté, d'environ 325 pieds à plus de 800 pieds (ou de 100 à 250 mètres).
"L'océan Arctique est le premier océan où l'on assiste à une augmentation aussi rapide et à grande échelle de l'acidification, au moins deux fois plus rapide que celle observée dans les océans Pacifique ou Atlantique, " dit Caï, le chercheur principal américain du projet et Mary A.S. Professeur Lighthipe de la Terre, Océan, et Environnement à l'UD.
"La propagation rapide de l'acidification des océans dans l'ouest de l'Arctique a des implications pour la vie marine, en particulier les palourdes, les moules et les petits escargots de mer qui peuvent avoir des difficultés à construire ou à maintenir leurs coquilles dans des eaux de plus en plus acidifiées, " a déclaré Richard Feely, Scientifique principal de la NOAA et co-auteur de la recherche. Les escargots de mer appelés ptéropodes font partie de la chaîne alimentaire arctique et sont importants pour le régime alimentaire du saumon et du hareng. Leur déclin pourrait affecter l'écosystème marin plus vaste.
Parmi les espèces arctiques potentiellement menacées par l'acidification des océans figurent la pêche de subsistance de la crevette et des variétés de saumon et de crabe.
Parmi les autres collaborateurs du projet international figurent Liqi Chen, le chercheur principal et scientifique chinois du Troisième Institut d'océanographie de l'Administration océanique d'État de Chine ; et des scientifiques de l'Université de Xiamen, la Chine et l'Université de Göteborg, Suède, entre autres établissements.
Eau d'hiver du Pacifique
Les chercheurs ont étudié des échantillons d'eau prélevés lors des croisières du brise-glace chinois XueLong (ce qui signifie "dragon des neiges") en été 2008 et 2010 de la partie supérieure de l'océan des mers marginales de l'Arctique jusqu'aux bassins au nord jusqu'à 88 degrés de latitude, juste en dessous du pôle Nord, ainsi que les données de trois autres croisières.
Les scientifiques ont mesuré le carbone inorganique dissous et l'alcalinité, ce qui leur permet de calculer le pH et l'état de saturation de l'aragonite, un minéral carbonaté dont les organismes marins ont besoin pour construire leur coquille.
Ce graphique, produit par l'Université du Delaware, montre où l'acidification des océans se propage dans l'océan Arctique, tant en superficie qu'en profondeur. Crédit :Tammy Beeson, Université du Delaware
Les données recueillies par les simulations de navires et de modèles suggèrent qu'une augmentation des eaux hivernales du Pacifique (PWW), entraîné par les modèles de circulation et le retrait de la glace de mer pendant la saison estivale, est principalement responsable de cette expansion OA, selon Di Qi, l'auteur principal de l'article et un étudiant au doctorat de Chen.
« Ce travail contribuera à accroître notre compréhension du changement climatique, cyclisme carbone, et l'acidification des océans dans l'Arctique, particulièrement en ce qui concerne les sciences et technologies marines et halieutiques, " dit Chen.
PWW vient de l'océan Pacifique à travers le détroit de Béring et le plateau de la mer des Tchouktches et dans le bassin arctique. Dans les années récentes, la fonte des glaces de mer a permis à une plus grande partie de l'eau du Pacifique de traverser le détroit de Béring dans l'océan Arctique. L'eau de l'océan Pacifique est déjà riche en dioxyde de carbone et a une acidité plus élevée. Alors que la masse océanique se déplace vers le nord, il absorbe le dioxyde de carbone supplémentaire provenant de la décomposition de la matière organique dans l'eau et les sédiments, augmentation de l'acidité.
La fonte et le retrait de la banquise arctique au cours des mois d'été ont également permis à PWW de se déplacer plus au nord que par le passé lorsque les courants l'ont poussé vers l'ouest vers l'archipel canadien.
La glace de l'océan Arctique fond en été, une fois trouvé seulement dans les eaux peu profondes de profondeurs inférieures à 650 pieds ou 200 mètres, s'étend maintenant plus loin dans l'océan Arctique.
"C'est comme un étang de fonte flottant sur l'océan Arctique. C'est une mince masse d'eau qui échange rapidement du dioxyde de carbone avec l'atmosphère au-dessus, provoquant une augmentation du dioxyde de carbone et de l'acidité dans l'eau de fonte au-dessus de l'eau de mer, " dit Cai. " Quand la glace se forme en hiver, les eaux acidifiées sous la glace deviennent denses et s'enfoncent dans la colonne d'eau, s'étendant dans des eaux plus profondes."
