La pollution, les gaz à effet de serre et la pêche commerciale sont en train d'altérer les océans de notre planète - masses d'eau tellement vastes qu'on les croyait invulnérables aux activités humaines.

Les scientifiques cherchent à mieux comprendre le rôle clé que jouent les océans dans le climat de la terre.

Joshua Willis, océanographe au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie, rappelle que des preuves d'existence de trois phénomènes « sont difficiles à réfuter » : la quantité de dioxyde de carbone (gaz carbonique) dans l'atmosphère augmente. Les températures moyennes de l'air de la couche inférieure de l'atmosphère (près de la surface du globe) et de la surface de l'océan sont en hausse. Et le niveau moyen des océans se relève plus vite que jamais depuis la fin de la dernière ère glaciaire.

Les changements rapides de la composition chimique de l'eau de mer ont un effet pervers sur les écosystèmes océaniques qui étaient déjà stressés par la surpêche, rappelle encore M. Willis « Nous ne savons pas exactement comment cela va influencer les futurs changements climatiques ».

L'immense tapis roulant des océans

Les cinq océans du globe ne sont pas séparés les uns des autres. L'eau y circule en permanence en un grand tapis roulant : celle, chaude, de surface court de l'équateur aux pôles et celle, froide, des profondeurs des pôles vers l'équateur. Les scientifiques appellent ce phénomène la circulation de convection ou circulation thermohaline parce que la température (thermo) et la salinité (haline) de l'eau en sont cause.

L'eau se sépare en plusieurs couches en fonction de sa densité et il est rare que ces couches se mélangent. L'eau chaude circule à la surface, l'eau froide en profondeur. Même sous les tropiques, l'eau des grands fonds est pratiquement glaciale. L'eau chaude se dilate alors le niveau de la mer s'élève lorsque les océans se réchauffent.

Dans l'Atlantique Nord, la circulation de convection maintient la température de l'atmosphère plus élevée qu'elle ne le serait autrement. L'eau de surface, poussée par la circulation thermohaline et le vent, transporte la chaleur de l'équateur vers les pôles.

Avec le réchauffement climatique, il est possible que les glaciers du pôle Nord fondent si rapidement qu'ils déversent de grandes quantités d'eau douce dans l'océan, ralentissant, voire arrêtant, la circulation thermohaline. Certains indices laissent à penser qu'une telle chose s'est passée il y a des milliers d'années, amenant la fin de l'ère glaciaire. De nombreux chercheurs pensent qu'il est peu probable que cela arrive aujourd'hui.

La plupart des modèles climatiques suggèrent que la circulation va se ralentir, précise M. Willis, mais personne ne sait exactement à quel rythme ni jusqu'à quel point. Le ralentissement de la circulation dans l'Atlantique Nord affectera le climat en Europe : les températures moyennes continueront d'augmenter mais moins vite à mesure que la circulation se ralentira.

Un puits de carbone et de chaleur

Les océans absorbent entre 80 et 90 % de la chaleur dégagée dans l'atmosphère, rappelle encore M. Willis. Sans eux, le réchauffement climatique serait beaucoup plus rapide. Une augmentation de la température atmosphérique qui prendrait normalement des centaines d'années ne prendrait que des décennies.

Les océans absorbent aussi le dioxyde de carbone qui tombe dans l'eau où il se dissout, formant du carbonate, comme des bulles dans une boisson gazeuse. Le carbonate est un acide et les boissons gazeuses peuvent être jusqu'à 10.000 fois plus acides que le lait. L'homme peut tolérer les deux mais l'océan n'est pas aussi adaptable.

Au cours des 200 dernières années, selon le Quatrième rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (2007), l'acidité de l'océan a augmenté de près de 30 %. Cela est dû avant tout à l'augmentation du dioxyde de carbone que l'homme émet dans l'atmosphère.

Il y a 50 ans, les scientifiques étaient d'avis qu'il était absurde de penser que l'homme pouvait changer la composition chimique des océans. Aujourd'hui, ils savent que ce n'est pas vrai.

L'acidification des océans rend ceux-ci moins habitables. Le carbonate attaque les carapaces et les squelettes de nombreux organismes marins et endommage les récifs coralliens. Mais son impact global n'est pas encore bien compris et les scientifiques essaient de découvrir comment les changements de l'acidité de l'océan affectent les écosystèmes.

Cycles de feedback

« La température de la surface de l'océan a une grande influence sur le climat de la région », explique M. Willis. L'eau chaude qui s'évapore dans l'atmosphère retombe sur terre sous forme de pluie. La température de surface de l'océan de toute région donnée varie en fonction de certains cycles. Par exemple, pendant l'oscillation décennale du Pacifique - cycle à long terme de variation climatique - l'eau de surface de l'océan près de la Californie est légèrement plus fraîche que la normale et il pleut moins en Californie.

Dans ce que les scientifiques appellent un cycle de feedback positif, l'océan peut amplifier le changement climatique. Les activités humaines dégagent des gaz à effet de serre qui retiennent la chaleur, réchauffant ainsi l'atmosphère. Lorsque la température s'élève, l'évaporation de l'eau de l'océan augmente. L'atmosphère chaude retient plus d'eau et, parce que la vapeur d'eau est un gaz à effet de serre puissant, la température atmosphérique augmente encore plus.

Théoriquement, le réchauffement climatique pourrait accélérer ce cycle de feedback mais, à ce jour, les preuves ne sont pas convaincantes. Les données satellitaires montrent que le réchauffement augmente l'évaporation et l'absorption d'eau par l'atmosphère, mais les scientifiques ne peuvent pas déterminer si la pluviosité augmente, parce qu'il est difficile de la mesurer au niveau mondial.

« Ce que nous pouvons affirmer, déclare M. Willis, c'est que les océans se réchauffent, que le niveau de la mer monte et que la planète va continuer à se réchauffer pendant encore des dizaines d'années ».


© Daniel Gorelick, rédacteur pour America.gov