Montée anthropique, ou d'origine humaine, le dioxyde de carbone dans l'atmosphère peut avoir jusqu'à deux fois plus d'impact sur les estuaires côtiers que dans les océans, car le CO2 d'origine humaine réduit la capacité de l'écosystème à absorber les fluctuations naturelles des gaz à effet de serre, suggère une nouvelle étude.

Des chercheurs de l'Environmental Protection Agency des États-Unis et de l'Oregon State University ont découvert qu'il existait une variabilité quotidienne importante en ce qui concerne les indices nocifs de CO2 pour de nombreux organismes marins dans les estuaires. La nuit, par exemple, l'eau de l'estuaire avait une teneur plus élevée en dioxyde de carbone, des niveaux de pH inférieurs, et un état de saturation inférieur de l'« expiration » collective de l'écosystème.

Ces conditions nocives nocturnes évoluent environ deux fois plus vite que la moyenne quotidienne, disent les chercheurs, c'est-à-dire les impacts négatifs sur les animaux constructeurs de coquillages, y compris les huîtres, palourdes et moules, peut se manifester plus rapidement que prévu en observant simplement la moyenne quotidienne.

Les résultats de l'étude sont publiés le 2 avril dans Actes de l'Académie nationale des sciences . L'étude a été financée et dirigée par le Bureau de la recherche et du développement de l'EPA et la Région 10, grâce à une subvention régionale pour l'effort de recherche appliquée. Le projet a été coordonné par Stephen Pacella, un scientifique de l'EPA qui est également doctorant au College of Earth de l'OSU, Océan, et sciences de l'atmosphère.

« Dans ces milieux dominés par les plantes marines, la photosynthèse et la respiration provoquent de grandes différences dans les concentrations de CO2 et l'ajout de carbone anthropique rend ces différences jour-nuit encore plus importantes qu'elles ne le seraient sans ce carbone supplémentaire, " a déclaré George Waldbusser, un écologiste marin de l'État de l'Oregon et co-auteur de l'étude, qui sert de doctorat de Pacella. conseiller.

« L'ajout continu de CO2 à ces eaux fait que les pires conditions changent deux fois plus rapidement en raison de la perte de la capacité du système à se tamponner, " a déclaré Waldbusser.

Il s'agit de l'une des premières études à analyser la dynamique d'un système carbonaté estuarien à une échelle de temps aussi fine. Les recherches de Pacella se sont concentrées sur un habitat d'herbiers sous-marins dans le Puget Sound de l'État de Washington, qui variait entre un et quatre mètres de profondeur. Il a passé deux mois et demi à surveiller l'habitat de la zostère indigène, qui est commun à Puget Sound.

Les chercheurs affirment que bien que l'étude ait porté sur un habitat de Puget Sound, les résultats fournissent un cadre important pour évaluer d'autres habitats d'herbiers marins et estuariens qui ont tendance à avoir une capacité tampon inhérente plus faible et de grandes variations naturelles de la chimie.

Pacella, qui était l'auteur principal de l'étude, a utilisé les données détaillées qu'il a recueillies pour créer un modèle pour estimer le temps quotidien de la chimie des carbonates pendant la saison sèche estivale jusqu'à l'année 1765, et a également projeté des conditions jusqu'en 2100 modifiant la quantité de carbone anthropique dans le système.

Ses mesures et son modèle démontrent que les herbiers font baisser le CO2 pendant la journée, et plus haut la nuit, par rapport à un système sans herbiers. Le modèle prédit cependant que d'ici 2060, les niveaux de CO2 atmosphérique seront suffisamment élevés pour que les niveaux élevés de CO2 nocifs la nuit soient en fait plus fréquents si les herbiers n'étaient pas là. Donc, actuellement, il y a des temps élevés de CO2 relativement plus fréquents à cause des herbiers, mais après 2060, il y a relativement moins de taux de CO2 élevés avec les algues qu'il n'y en aurait sans algues.

« Il existe un intérêt considérable pour l'utilisation de plantes marines pour atténuer localement l'excès de CO2 dans les eaux côtières au profit d'autres espèces marines sensibles, comme les huîtres, " a déclaré Waldbusser. " Le très beau travail de Steve sur ce sujet est parmi les premiers dans les estuaires tempérés à démontrer le potentiel de cette atténuation, tout en notant que les vrais avantages pourraient être encore dans quelques décennies."

Cependant, les chercheurs soulignent que les herbiers doivent être considérés de manière holistique, pas seulement à travers le prisme du budget carbone, car il offre également des avantages écologiques, notamment un habitat pour les organismes marins.

Waldbusser a appelé ces conditions quotidiennes changeantes de CO2 « temps de carbonate » parce que les changements dans la chimie sont si spectaculaires en fonction de l'heure de la journée - un peu comme la différence et l'interaction entre le temps et le climat.

"Organismes, y compris nous, faire l'expérience du temps - et le climat est ce qui provoque des changements dans le temps, " a déclaré Waldbusser. " Cependant, nous ne pouvons pas vraiment « ressentir » le changement progressif de la température mondiale. Nous faisons, bien que, vivre les événements météorologiques extrêmes ou les inondations, qui devraient s'aggraver en raison de l'augmentation progressive du niveau de la mer.

"Dans ce cas, l'histoire de la chimie des carbonates évolue plus rapidement que prévu. Comme pour l'élévation du niveau de la mer, l'augmentation des diplômés devient plus importante lors d'événements qui amplifient ces cycles qui se produisent autrement naturellement."

Les chercheurs disent qu'ils travaillent toujours pour mieux comprendre comment ces événements - par rapport aux changements des conditions moyennes - affectent la santé à long terme des espèces sensibles à l'acidification des océans. Il y a aussi des implications sur la façon dont les critères de qualité de l'eau sont fixés.

"Si, comme on a tendance à le croire, les événements extrêmes sont importants pour les organismes marins, la recherche suggère que davantage de travail est nécessaire pour définir des critères de qualité de l'eau qui intègrent les changements quotidiens dans les hauts et les bas de CO2 plutôt que d'utiliser simplement des conditions quotidiennes ou annuelles moyennes, " a déclaré Waldbusser.