À mesure que le dioxyde de carbone atmosphérique augmente, Les océans de la Terre absorbent plus de carbone, changer la chimie de l'eau de mer. Les observations des satellites peuvent être utilisées pour mesurer les paramètres qui indiquent le changement de l'eau de l'océan, comme la température, salinité et teneur en chlorophylle. Les observations de surface par satellite et in situ sont combinées à l'aide d'une technique d'apprentissage automatique pour générer des cartes mensuelles mondiales qui caractérisent l'évolution de la chimie de l'océan. L'acidification des océans est illustrée par la baisse constante des valeurs du pH de l'eau de mer au cours des 30 dernières années. Crédit :Agence spatiale européenne
Les océans jouent un rôle essentiel dans la réduction de la chaleur du changement climatique, mais à un prix. De nouvelles recherches soutenues par l'ESA et utilisant différentes mesures satellitaires de divers aspects de l'eau de mer ainsi que des mesures à partir de navires ont révélé comment nos eaux océaniques sont devenues plus acides au cours des trois dernières décennies, ce qui a un effet néfaste sur la vie marine.
Les océans absorbent non seulement environ 90 % de la chaleur supplémentaire dans l'atmosphère causée par les émissions de gaz à effet de serre provenant des activités humaines telles que la combustion de combustibles fossiles, mais aussi attirer environ 30 % du dioxyde de carbone que nous rejetons dans l'atmosphère. Bien que cela semble être une bonne chose, ces processus rendent l'eau de mer plus acide.
Diminution du pH de l'eau de mer, ou l'acidification des océans, conduit à une réduction des ions carbonates qui calcifient les organismes, comme les coquillages et les coraux, besoin de construire et d'entretenir leurs carapaces dures, squelettes et autres structures de carbonate de calcium. Si le pH de l'eau de mer descend trop bas, les coquilles et les squelettes peuvent même commencer à se dissoudre.
Bien que cela ait des conséquences graves pour certaines formes de vie marine, il existe des effets d'entraînement dommageables potentiels pour l'écosystème marin dans son ensemble. Par exemple, le ptéropode, ou papillon de mer, est affecté par l'acidification des océans car le changement du pH de l'eau de mer peut dissoudre leurs coquilles. Ce ne sont peut-être que de petits escargots de mer, mais ils constituent une nourriture importante pour des organismes allant du minuscule krill aux énormes baleines.
Il y a aussi d'autres conséquences de grande envergure pour nous tous car la santé de nos océans est également importante pour la régulation du climat, et essentiel pour l'aquaculture et la sécurité alimentaire, tourisme, et plus.
Être capable de surveiller les changements dans l'acidification des océans est donc important pour l'élaboration des politiques climatiques et environnementales, et pour comprendre les implications pour la vie marine.
Les mesures du pH de l'eau de mer peuvent être effectuées à partir de navires, mais ce sont des lectures rares et difficiles à utiliser pour surveiller le changement. Cependant, les variations de la chimie des carbonates marins ont tendance à être étroitement liées aux variations de température, salinité, concentration en chlorophylle et autres variables, dont beaucoup peuvent être mesurés par des satellites qui ont une couverture quasi mondiale.
Un article publié récemment dans Earth System Science Data décrit comment les scientifiques travaillant dans le projet OceanSODA ont utilisé des mesures de navires et de satellites pour montrer comment les eaux océaniques sont devenues plus acides au cours des trois dernières décennies.
Luc Gregor, de l'Institut de biogéochimie et de dynamique des polluants de l'ETH Zurich et co-auteur de l'article, expliqué, "Nous avons utilisé à la fois des mesures in-situ et satellitaires de la température de surface de la mer, la salinité et la chlorophylle pour dériver les changements dans l'alcalinité de la surface de l'océan et les concentrations de dioxyde de carbone, à partir desquels le pH et l'état de saturation en carbonate de calcium et d'autres propriétés de l'acidification des océans peuvent être calculés.
« Pour saisir la relation complexe entre les changements de ces variables et le carbone océanique, nous avons utilisé la puissance de l'apprentissage automatique.
Les récifs coralliens construisent leurs squelettes pour récolter la lumière plus efficacement. Alors que nos océans deviennent plus acides, ces squelettes s'affaiblissent, rendant les récifs coralliens plus susceptibles de se briser lorsque les vagues passent. Ce n'est qu'un des impacts de l'acidification des océans sur les récifs coralliens. Crédit :Pexels/F. Ungaro
"Cela nous a fourni l'une des premières vues basées sur l'observation à l'échelle mondiale du système de carbonate surface-océan de 1985 à 2018. Les résultats montrent une augmentation forte et progressive de l'acidité de l'océan alors qu'il continue d'absorber le dioxyde de carbone atmosphérique. Parallèlement à l'augmentation de l'acidification des océans, il y a une diminution associée de la disponibilité de la concentration en ions carbonate, ce qui rend plus difficile pour les organismes la croissance de leurs coquilles et de leurs squelettes. »
L'équipe a utilisé une gamme de données satellitaires différentes, y compris les données de température de surface de la mer provenant du radiomètre de température de surface de la mer et des terres embarqué sur les satellites Copernicus Sentinel-3 et du radiomètre avancé à très haute résolution embarqué sur les satellites MetOp européens et sur les satellites POES de la National Oceanic and Atmospheric Administration des États-Unis. Cet ensemble de données provient de l'Initiative sur le changement climatique de l'ESA.
Les informations sur la chlorophylle provenaient également d'un ensemble de données mixtes multi-capteurs via le projet GlobColour de l'ESA et comprenaient des données de l'instrument Ocean and Land Color sur les satellites Copernicus Sentinel-3.
Les informations sur la salinité des océans ont été obtenues grâce à un ensemble de données de réanalyse climatique appelé SODA3.
Le Dr Gregor a noté, "Avoir cette richesse de données satellitaires nous permet de vraiment comprendre ce qui s'est passé dans nos vastes océans au cours des 30 dernières années. De plus, il est essentiel que nous continuions à utiliser les données satellitaires pour surveiller les océans afin de mieux comprendre la résilience et la sensibilité des récifs coralliens et d'autres organismes marins aux menaces croissantes d'acidification des océans."
