par Prof. Dr. Paul Berth

Voici quelques réflexions sur la théorie de l’acidification des océans. Selon cette théorie, le pH des océans diminuerait inlassablement, en raison du CO₂ qui ne cesse de s’accumuler dans l’atmosphère.

• Les mesures directes de pH sont récentes et nous n’avons aucun recul. Selon les médias et les ONG écologistes, qui se basent sur le GIEC et sur certaines publications (e.g., Caldeira & Wickett 2003), le pH des océans aurait été de 8.25 en 1750. Cependant, il faut savoir que personne n’a jamais mesuré le pH des océans en 1750, puisque le concept de pH n’a été inventé qu’en 1909 (par le danois Søren P.L. Sørensen), et que les premiers appareils fiables pour mesurer le pH ne sont apparus qu’en 1924… Nous ne sommes donc pas certains de cette valeur de 8.25 pour 1750… La valeur de 8.25 est donc obtenue par des mesures indirectes et n’est donc pas certaine.

• A l’heure d’aujourd’hui, tous les pH sont possibles. Lorsqu’on dit que les océans actuels sont à un pH de 8.1, de quel océan parle-t-on? S’agit-il du pH moyen global? Si c’est de cela qu’on parle, quelle est l’incertitude sur la mesure? (i.e., l’écart-type?). Ceci n’est jamais indiqué. Il faut savoir que si l’on prend un jour de la semaine, tous les pH sont possibles dans les océans, comme l’illustre très bien la figure suivante.

Nous voyons par exemple que nous avons des zones à pH 7.8, d’autres à 8.1 et encore d’autres à 8.2 voire plus. De nombreux organismes marins vivent déjà dans des zones ou le pH de l’eau de mer est plus acide ou plus basique que pH 8.1. Pas besoin d’attendre l’an 2100!

• Le pH varie grandement avec la température. Donner un pH moyen pour la Terre entière n’a aucun sens, vu que les masses océaniques changent constamment de température. Par exemple, prenons de l’eau de mer à 35‰ de salinité, avec une alcalinité totale de 2300 micromoles/kg, et 2000 micromoles/kg de carbone inorganique dissous (DIC). A 25°C le pH est de 8.05, à 20°C il est de 8.13 et à 15°C il est de 8.21. Cela veut dire qu’entre l’été et l’automne, le pH d’un endroit donné peut varier de 0.16 unités…

• Le pH moyen actuel est inconnu. Contrairement à la température moyenne globale, déterminée par deux réseaux de satellites, ainsi que deux séries thermométriques terrestres remontant à 1880, aucune série temporelle de longue durée n’existe pour le pH de l’eau de mer. Ceci est expliqué par la difficulté de mesurer le pH de manière automatique avec une grande précision. Il n’est pas non plus possible de mesurer le pH par satellite. Les quelques séries de mesure de pH disponibles pour l’eau de mer ne concernent que quelques endroits dans le monde. Il est donc impossible de connaître quel serait le pH moyen des océans actuels, encore moins celui du passé.

• Le pH de l’eau de mer diminue avec la profondeur. Un pH de 7.8 est déjà atteint vers 100 mètres de profondeur, voire moins. De nombreux organismes vivent dans cette zone et n’en sont pas affectés (voir figure ci-dessous).

Transect de pH dans l’Océan Pacifique Nord, entre 25°N et 55°C, depuis la surface jusqu’à 6000 m de profondeur (Byrne et al. 2010) .

Les courants de remontée d’eau profonde (les « upwellings »), dépendant des vents, vont donc ramener de l’eau acide vers la surface, en modifiant localement le pH de l’eau de mer; l’upwelling va aussi provoquer de nombreuses modifications dans la structure des communautés phyto- et zooplanctoniques, car ces courants d’upwelling sont riches en nutriments. Un bel exemple est la zone d’upwelling située face aux côtes de l’Equateur en Amérique du Sud.

• Le pH de l’eau de mer varie énormément. Si l’on suit le pH de l’eau de mer à un endroit précis pendant 30 jours on peut se rendre compte des grandes variations de pH au niveau local. Ceci a été démontré par l’équipe de Hofmann en 2011 . Les variations mensuelles de pH de l’eau de mer dépassent très souvent 0.1 unité de pH. Le pH des zones côtières, c’est-à-dire les zones comportant la plus grande biodiversité marine, voient parfois leur pH varier de 0.5 à 1.0 unités en seulement quelques jours. Ceci n’affecte pas les organismes qui sont tous très bien adaptés aux variations naturelles du pH. Le pH des zones centrales des océans est par contre beaucoup plus stable.

Variation naturelle du pH dans deux zones côtières (Hofmann et al. 2011). L’axe des x représente des jours. Les variations sont ici de 0.5 à 1.0 unités!

Variation naturelle du pH dans deux zones de forêts de kelp (Hofmann et al. 2011). L’axe des x représente des jours.

Variation naturelle du pH dans deux zones d’upwelling (Hofmann et al. 2011). L’axe des x représente des jours. Les variations sont ici de 0.3 à 0.4 unités.

Variation naturelle du pH dans deux récifs coralliens (Hofmann et al. 2011). L’axe des x représente des jours. Le pH varie ici de 0.1 à 0.2 unités.

Variation naturelle du pH au centre de l’Océan Pacifique (Hofmann et al. 2011). L’axe des x représente des jours. Le pH ne varie ici que de 0.025 unités.

• Les organismes du phytoplancton et du zooplancton, mais aussi du bactérioplancton, ont tous une grande influence sur la pCO₂ (pression partielle en CO₂), l’alcalinité et le pH de l’eau de mer. Par exemple, la photosynthèse effectuée par le phytoplancton consomme du CO₂ (aq) ce qui tend à provoquer une augmentation du pH; la respiration de la matière organique par les bactéries et par le zooplancton génère du CO₂ (aq) ce qui tend à provoquer une diminution du pH; la fabrication de coquilles carbonatées (par exemple par les coccolithophoridés) consomme du CO₃^2– alors que la dissolution en génère, ce qui tend aussi à faire varier le pH de l’eau de mer. La prolifération de tous ces organismes dépend de la présence de nutriments, de la température, de l’ensoleillement, mais aussi de la présence de prédateurs et de virus. L’eau de mer est loin d’être de l’eau pure et tous les organismes influencent le pH.

• Le biotope change constamment et les organismes s’adaptent constamment au biotope. Ceci avait déjà été constaté par Lamarck et bien entendu Darwin qui en parle longuement dans son célèbre livre publié en 1859. Les organismes évoluent sans cesse et les mieux adaptés au biotope survivent, les autres disparaissent. Dire que le pH de l’eau de mer devrait être stable, ainsi que le climat, est simplement nier toute l’évolution biologique qui ne peut se faire que dans un milieu qui varie au cours du temps. Toutes les populations animales sont capables de s’adapter aux petites variations de pH, de température ou de concentration en CO₂ que nous connaissons actuellement. Aucun vrai biologiste ne peut penser sérieusement que 0.1 ou 0.5 unités de pH de plus ou de moins dans 100 ans serait un problème, sauf les « biologistes » qui nient la théorie de l’évolution. Les populations animales peuvent s’adapter, par exemple leur aire de répartition variera, et de toute façons les individus les moins adaptés seront éliminés.

• Modèles informatiques hasardeux. Ce sont des modèles informatiques qui prédisent le pH en 2100. Cependant, les prévisions sur le futur de notre planète sont pour le moins hasardeuses car de très nombreux paramètres influencent le pH. Comme le souligne le physicien Jacques Duran : « nous avons affaire à un énorme système d’équations différentielles à coefficients inconnus, non linéaires et couplées entre elles. Ces systèmes d’équations sont donc très difficiles à résoudre. En plus, certaines de ces équations se comportent de manière chaotique, c’est-à-dire qu’elles sont très sensibles aux conditions initiales souvent inconnues. Il n’y a pas pire. Pourtant, les programmeurs sur ordinateurs s’en donnent à coeur joie avec des milliers de paramètres inconnus et la forme des équations maîtresses qu’il faut essayer de deviner. Disons gentiment que, comme toujours, ils obtiennent des résultats mais le problème c’est que l’on peut faire évoluer les résultats comme on le désire en changeant un seul des paramètres ou une seule des équations inconnues. La croyance dans la véracité de telle ou telle prédiction d’ordinateur relève plus de la foi que de la certitude scientifique. Etant donné la multiplicité des méthodes de résolution possibles, les équations hasardeuses et le nombre de paramètres injectables, les résultats des simulations sur ordinateur sont très difficilement contrôlables par quiconque ne les a pas programmées lui-même. Bref, on nage dans le flou et les partis-pris prennent le dessus. Pour leur part, les politiques et les écologistes choisissent les résultats qui leurs conviennent, mais ils ignorent tout des nombreuses incertitudes, des approximations et des problèmes que posent les méthodes qui ont été employées. »

Références

Byrne RH et. al. 2010. Direct observations of basin-wide acidification of the North Pacific Ocean. Geophys Res Lett 37, L02601.

Caldeira, K. & Wickett, M. E. Anthropogenic carbon and ocean pH. Nature 425, 365 (2003).

Duran Jacques. http://www.pensee-unique.fr/theses.html.

Hofmann GE, Smith JE, Johnson KS, Send U, Levin LA, et al. (2011) High-Frequency Dynamics of Ocean pH: A Multi-Ecosystem Comparison. PLoS ONE 6(12): e28983. doi:10.1371/journal.pone.0028983.