L acidification des océans

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1 Séance : Acidification des océans L homme et l océan : études et impacts CO 2 CO 2 CO 2 CO 2 CO 2 CO 2 L acidification des océans Frédéric Gazeau Laboratoire d Océanographie de Villefranche

2 Commençons par un petit sondage dans la salle Qui possède un téléphone portable? Avez-vous la télévision chez vous? Vos parents ont-ils une voiture? Deux voitures? Pensez-vous que nos conditions de vie sont bonnes en général?

3 Notre niveau de vie a explosé ces dernières décennies Nombre d'automobiles en circulation (en millions) Date

4 Nous travaillons moins

5 Nous vivons plus longtemps Âge Hommes Femmes Date

6 Nous avons beaucoup de temps pour les loisirs! 5:13 3:33 Durée de l'activité 1:54 0:14 22: ans ans ans ans Plus de 75 ans Télévision seule Télévision et ordinateur en même temps Ordinateur seul

7 La richesse de l humanité PIB / habitant en $ ou population en millions Population PIB/habitant Date

8 Pourquoi une si forte augmentation des richesses en si peu de temps? Développement technologique avec invention de machines permettant de produire autant que de nombreux êtres humains (remplacement des esclaves), de transporter les biens et les hommes sur de plus grandes distances (bateaux, trains puis avions) etc.

9 Mais elles marchent à l huile de coude ces machines? Le développement technologique n a pu se faire que parce que l homme a débuté l extraction d énergie gratuite et en abondance formée il y a des millions d années

10 Le trio gagnant : Charbon, pétrole et gaz On appelle combustible fossile tous les combustibles riches en carbone essentiellement des hydrocarbures issus de la méthanisation d êtres vivants morts et enfouis dans le sol depuis plusieurs millions d années, jusqu à parfois 650 millions d années....

11 Comment cette utilisation a évolué?

12 Je brûle de la matière organique, j émets du CO 2

13 Et je modifie la composition en gaz de l atmosphère

14 L effet de serre? Il s agit d un processus naturel! Sans celui-ci, il ferait -18 C à la surface de la terre en moyenne au lieu des 15 C tout de même plus agréables. Cet effet de serre est créé par des gaz qui bloquent les rayonnements émis dans l infra-rouge de la terre vers l espace

15 Quels sont ces gaz?

16 D où vient ce CO 2? Autres Divers 12% 18% 25% 15% 15% 15%

17 La concentration de CO 2 dans l atmosphère augmente Mesures directes de la concentration en CO 2 de l atmosphère sur le volcan Mauna Loa à Hawaii, depuis les années 1950 pco 2 (ppm) Année

18 Au-delà des valeurs observées depuis des milliers voir des millions d années pco 2 (ppm) Vostok Epica Mauna Loa Homo sapiens Date (années avant 2008) 0

19 L augmentation des gaz à effet de serre est responsable du réchauffement actuel Anomalie de température ( )

20 Nous parlons de moyenne globale! Différences entre les températures de l air en 2000 et en 1900

21 Tout le CO 2 émis ne reste pas dans 50 % l atmosphère! 25 % 25 %

22 La pompe de CO 2 océanique en moyenne globale. Flux annuels de CO 2 un flux négatif est une absorption de CO par l océan

23 Plusieurs mécanismes en jeu

24 Plusieurs mécanismes en jeu

25 Le CO est un gaz à l origine de la 2 vie, ce n est pas un polluant! Toutefois, au contact de l eau il forme un complexe acide. CO 2 (gaz) Atmosphère CO 2 + H 2 O HCO H + CO H + Océan

26 Le ph de l océan diminue

27

28 Le ph Acides Bases Acidification

29 Augmentation du CO dans 2 l atmosphère = Augmentation du CO dans les 2 océans = Diminution du ph de l océan Vrai tout ça? A vérifier!

30 Et cela va évoluer comment? Ceci est basé sur des scénarios économiques différents quelle sera la vérité?

31 Et en terme de température, cela se traduirait comment? COP21

32 Et en terme de ph océanique, cela se traduirait comment?

33 A garder en tête : comme pour la température, nous parlons de moyenne GLOBALE!

34 Modification de la chimie de l eau de mer et en particulier de la chimie des carbonates 1 % 90 % <10 %

35 Nous émettons du CO Résumons! 2 dans l atmosphère par la combustion d énergie fossile (pétrole, gaz, charbon) Le CO 2 est un gaz à effet de serre, il participe au réchauffement observé de la planète Les océans nous rendent un grand service, ils stockent 25 % du CO 2 que nous émettons Toutefois, le CO 2 est un gaz acide, au contact de l eau il diminue le ph (augmente l acidité de l eau) Ceci est observé! Cette diminution du ph entraine une modification de la chimie de l eau de mer avec une forte augmentation de CO 2 et une forte diminution des carbonates Quelles seront les conséquences sur les animaux et végétaux marins?

36 Une thématique de recherche récente mais en pleine expansion Nombre cumulé d articles scientifiques sur l acidification des océans

37 Les questions que nous nous posons Et auxquelles nous tentons de répondre Rappel : la chimie marine du carbone va être bouleversée avec plus de CO 2 et moins de CO 2-3 disponibles Ces deux éléments sont à la base de deux processus majeurs dans l océan : 1) la photosynthèse et 2) la calcification ou production de calcaire Plus de CO 2 = plus de photosynthèse marine? Moins de CO 2-3 = moins de formation de calcaire?

38 La photosynthèse marine Les algues et plantes marines produisent 50 % de la matière organique produite sur terre Il peut s agir d organismes de toutes les tailles et formes

39 Un puits très efficace de CO2

40 Plus de CO = plus de photosynthèse 2 marine? Pour produire de la matière organique, nous avons besoin de lumière, de minéraux et de CO 2 1 % CO 2 CO 2 Rubisco 90 % HCO 3 - HCO 3 - Matière organique Comme il y a peu de CO 2 (moins de 1 % du carbone), les algues et plantes marines se sont adaptées et ont développé des mécanismes pour concentrer le CO dans les cellules

41 Plus de CO 2 = plus de photosynthèse marine? Et la réponse??? Les résultats des recherches montrent que peu d espèces «profitent» de l augmentation du CO car elles fonctionnent déjà à 2 leur maximum Dommage

42 La production de calcaire Pour faire un bon calcaire, il faut : Du bon calcium Du bon carbonate Ca 2+ + CO 3 2- <-> CaCO 3 Et on obtient du bon carbonate de calcium La recette s appelle la calcification et son inverse la dissolution

43 Quels organismes marins font du calcaire? Les coraux

44 Une multitude d organismes produisent du calcaire! Les coccolithophores

45 Une multitude d organismes produisent du calcaire! Les oursins et étoiles de mer Les mollusques

46 Une multitude d organismes Les ptéropodes produisent du calcaire!

47 L augmentation de l acidité de l eau va entrainer une diminution forte de la disponibilité en CO32-

48 Et de nombreux organismes vont en souffrir

49 Augmentation du CO dans 2 l atmosphère = Augmentation du CO dans les 2 océans = Diminution du ph de l océan = Augmentation de la dissolution du calcaire Vrai tout ça? A vérifier!

50 Les recherches scientifiques sur les effets de l acidification de l océan sur les organismes marins Un scientifique CO 2 La réponse à la question posée Quelques jours à (au mieux) quelques mois Nous pouvons (devons) faire mieux non?

51 Les sites naturellement acidifiés Organismes calcaires Plantes marines :

52 Développement de techniques pour étudier les effets de l acidification 1) sur des communautés entières 2) dans leur milieu naturel 3) sur des échelles de temps longues

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