La scientifique de l'OMSI Anne Cohen (à gauche) et l'étudiant du programme conjoint MIT-WHOI Nathan Mollica extraient des échantillons de carottes d'un corail Porites géant dans la baie de Risong, Palaos. Crédit :Richard Brooks, Lightning Strike Media Productions, Palaos
Les scientifiques soupçonnent depuis longtemps que l'acidification des océans affecte la capacité des coraux à construire leur squelette, mais il a été difficile d'isoler son effet de celui du réchauffement simultané des températures océaniques, qui influencent également la croissance des coraux. De nouvelles recherches de la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) révèlent l'impact distinct de l'acidification des océans sur la croissance des coraux sur certains des récifs emblématiques du monde.
Dans un article publié le 27 août, 2020, dans la revue Lettres de recherche géophysique , les chercheurs montrent une réduction significative de la densité du squelette de corail le long d'une grande partie de la Grande Barrière de Corail - le plus grand système de récifs coralliens au monde - et également sur deux récifs de la mer de Chine méridionale, qu'ils attribuent en grande partie à l'acidité croissante des eaux entourant ces récifs depuis 1950.
"Il s'agit de la première détection et attribution sans ambiguïté de l'impact de l'acidification des océans sur la croissance des coraux, ", déclare l'auteur principal et scientifique de l'OMSI Weifu Guo. "Notre étude présente des preuves solides que l'acidification des océans au 20e siècle, exacerbée par les processus biogéochimiques des récifs, a eu des effets mesurables sur la croissance d'une espèce de corail bâtisseur de récifs à travers la Grande Barrière de Corail et dans la mer de Chine méridionale. Ces effets s'accéléreront probablement à mesure que l'acidification des océans progressera au cours des prochaines décennies. »
Environ un tiers des émissions mondiales de dioxyde de carbone sont absorbées par l'océan, provoquant une baisse moyenne de 0,1 unité du pH de l'eau de mer depuis l'ère préindustrielle. Ce phénomène, connu sous le nom d'acidification des océans, a conduit à une diminution de 20 pour cent de la concentration d'ions carbonate dans l'eau de mer. Les animaux qui dépendent du carbonate de calcium pour créer leur squelette, comme les coraux, sont en danger car le pH des océans continue de baisser. L'acidification des océans cible la densité du squelette, rognant silencieusement la force du corail, tout comme l'ostéoporose affaiblit les os chez les humains.
Nathaniel Mollica, étudiant du programme conjoint MIT-WHOI (à gauche) et Weifu Guo, scientifique de l'OMSI, examinent une carotte extraite d'un squelette de corail. Crédit :Anne Cohen Lab, Institution océanographique de Woods Hole
"Les coraux ne sont pas capables de nous dire ce qu'ils ressentent, mais on peut le voir dans leurs squelettes, " a déclaré Anne Cohen, un scientifique de l'OMSI et co-auteur de l'étude. "Le problème est que les coraux ont vraiment besoin de la force qu'ils tirent de leur densité, car c'est ce qui empêche les récifs de se briser. Les effets cumulatifs de la température, facteurs de stress locaux, et maintenant, l'acidification des océans sera dévastatrice pour de nombreux récifs."
Dans leur enquête, Guo et ses co-auteurs ont examiné les données publiées collectées à partir des squelettes de coraux Porites - un corail à longue durée de vie, espèces en forme de dôme trouvées dans l'Indo-Pacifique - combinées avec de nouvelles images tomodensitométriques tridimensionnelles de Porites provenant des récifs de l'océan Pacifique central. En utilisant ces archives squelettiques, qui datent de 1871, 1901, et 1978, respectivement, les chercheurs ont établi la croissance et la densité annuelles des coraux. Ils ont branché cette information, ainsi que les données historiques de température et de chimie de l'eau de mer de chaque récif, dans un modèle pour prédire la réponse des coraux à des conditions environnementales constantes et changeantes.
Les auteurs ont constaté que l'acidification des océans a provoqué une baisse significative de la densité squelettique de Porites dans la Grande Barrière de Corail (13 %) et la mer de Chine méridionale (7 %). à partir de 1950 environ. Inversement, ils n'ont trouvé aucun impact de l'acidification des océans sur les mêmes types de coraux dans les îles Phoenix et le Pacifique central, où les récifs protégés ne sont pas autant impactés par la pollution, surpêche, ruissellement de la terre.
Alors que les émissions de dioxyde de carbone sont le principal facteur d'acidification des océans à l'échelle mondiale, les auteurs soulignent que les eaux usées et le ruissellement des terres peuvent exacerber l'effet, provoquant des réductions encore plus importantes du pH de l'eau de mer sur les récifs voisins. Les auteurs attribuent la diminution de la densité squelettique des coraux sur la Grande Barrière de Corail et la mer de Chine méridionale aux effets combinés de l'acidification des océans et du ruissellement. Inversement, les récifs des aires marines protégées du Pacifique central ont jusqu'à présent été à l'abri de ces impacts.
"Cette méthode ouvre vraiment une nouvelle voie pour déterminer l'impact de l'acidification des océans sur les récifs du monde entier, ", a déclaré Guo. "Ensuite, nous pouvons nous concentrer sur les systèmes de récifs où nous pouvons potentiellement atténuer les impacts locaux et protéger le récif."
