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Le déclin préoccupant de l’oxygène dans les océans

Publié le 10 mai 2017

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Article de l’Oeil - N°17

Publié dans Nature en février 2017, l’article « Decline in global oceanic oxygen content during the past five decades » écrit par S. Schmidtko, L. Stramma et M. Visbeck, dresse un état des lieux inquiétant sur la désoxygénation des océans depuis 60 ans. En partie lié à la baisse de solubilité de l’oxygène, ainsi qu’à la diminution de la ventilation des eaux profondes, ce déclin, qui varie selon les zones géographiques, ne donne pas de prévisions rassurantes pour l’avenir. Certains modèles prédisent une accélération de 25% de la perte d’oxygène d’ici 2100, rendant certaines eaux anoxiques1 et inhabitables.
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La totalité d’oxygène dissoute dans les océans correspond à environ 227,4 ± 1.1 pmol (petamole, soit 1015mol)2. Elle n’est pas la même selon les océans, mais cette mesure est intéressante car elle renseigne les chercheurs sur les volumes océaniques, les profondeurs et les reliefs, ainsi que sur les taux de ventilation dans les eaux profondes. La quantité d’oxygène varie également selon la profondeur, présente en majeure partie dans les couches à la surface des océans ainsi qu’à 2000-4000 mètres de profondeur.
Tout en dressant un état des lieux global de ce phénomène (1), les auteurs s’intéressent également aux multiples causes de cette désoxygénation (2), ainsi qu’aux prévisions préoccupantes dans les prochaines décennies (3).
#1 Depuis bientôt 60 ans, la désoxygénation des océans est présente partout à travers le monde, mais pas de manière uniforme. Les pertes engendrées dans les océans Arctique, Equatorial, Pacifique et Antarctique correspondent à plus de 60% de la perte d’oxygène globale des océans. Les plus grandes baisses enregistrées se trouvent dans le nord de l’Océan Pacifique et dans les océans tropicaux, où elles peuvent aller jusqu’à 4% par décennie. Quant aux plus grandes disparitions, elles se trouvent dans l’Océan Antarctique et au sud de l’Océan Atlantique notamment. Depuis 1960, la disparition globale d’oxygène équivaut à 2% de l’inventaire océanique total, et dans certaines zones, le volume d’eau avec des conditions anoxiques a plus que quadruplé. Cela conduit actuellement à une expansion des zones mortes sur les côtes océaniques.
 
#2 Les causes de la désoxygénation des océans sont multiples, et elles peuvent différer selon la zone géographique. L’activité humaine premièrement est responsable de ce phénomène, avec le ruissellement des pesticides dans les fleuves, l’enrichissement des eaux en nutriments ou l’augmentation des émissions de CO2 qui acidifie les océans. La diminution de la solubilité3 de l’oxygène dans les océans, résultant du changement climatique, conduit également à sa désoxygénation. L’autre cause est la réduction de la ventilation des eaux profondes (particulièrement dans l’Océan Antarctique), liée à la fois à des facteurs thermiques et éoliens. Si dans d’autres zones, au contraire, on assiste à une augmentation de l’oxygénation (notamment au niveau de l’Océan Arctique), il ne faut néanmoins pas être trop optimiste, car ce phénomène est dû à la baisse de production de glaces en hiver.
 
#3 A l’avenir, les conséquences sont multiples pour l’évolution de la composition des océans comme pour l’homme. Cela a notamment des impacts sur l’écosystème océanique, en particulier sur la diversité de la biodiversité marine et la durabilité des écosystèmes marins. Pour l’homme, cela a des répercussions directes sur son activité économique (le tourisme et la pêche notamment), mais aussi sur son environnement. L’eutrophisation4, le réchauffement et l’acidification des océans, qui provoquent la diminution de la quantité d’oxygène dans les océans, produiraient davantage de protoxyde d’azote (NO2), un gaz destructeur de la couche d’ozone et responsable du réchauffement climatique5. Les perspectives d’évolution dressées par les études sont peu rassurantes ; elles prévoient une accélération de la disparition d’oxygène de 25% d’ici 2100. L’avenir reste néanmoins indéfini et difficilement mesurable, à cause en particulier du manque de données temporelles et d’analyses locales.

 

1 Diminution de l’oxygène dissous ou présent et biodisponible dans le milieu (en l’occurrence ici l’eau).
2 La mole est une unité de mesure scientifique, qui définit la quantité de matière.
3 On entend ici la capacité que l’oxygène a à se dissoudre dans l’eau des océans.
4 Processus par lequel des nutriments s’accumulent dans un milieu ou un habitat.
5 Cela est en particulier dû aux faibles quantités d’oxygène présentes dans l’Océan Pacifique Nord et équatorial. Dans ces régions, les eaux sont devenues rapidement anoxiques, et par conséquent, cela a augmenté la production marine de N2O. Pour plus de détails, se référer aux études suivantes : Codispoti, L. A. Interesting times for marine N2O. Science 327, 1339–1340 (2010), et Santoro, A. E., Buchwald, C., McIlvin, M. R. & Casciotti, K. L. Isotopic signature of N2O produced by marineammonia-oxidizing Archaea. Science 333,1282–1285 (2011).

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