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.

Josh Willis, océanographe au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie, rappelle que les preuves de l’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 monte 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 Josh Willis.

« Qu’est-ce qui va se passer ? Ça dépend de la quantité de dioxyde de carbone que les humains vont rajouter au climat », déclare-t-il.

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 » : l’eau de surface s’enfonce et se répand dans les profondeurs de tous les bassins océaniques du monde. Les scientifiques appellent ce phénomène la « circulation de convection » ou « circulation thermohaline » parce que la température (thermo) et la salinité (haline) de l'eau sont la cause de la circulation des eaux océaniques de la planète.

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 se dilate en se réchauffant 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 à un niveau plus élevé qu’il ne le serait autrement. L'eau de surface, poussée par la circulation thermohaline, transporte la chaleur de l’Atlantique Sud à l’Atlantique Nord, réchauffant les continents sur leurs rives.

Avec le réchauffement climatique, il est possible que la calotte polaire du Groenland fonde rapidement en raison du réchauffement des eaux méridionales. Auquel cas, le Groenland pourrait déverser de grandes quantités d'eau douce dans l'océan, ce qui aurait pour effet de ralentir, voire d’arrêter, la circulation thermohaline. Certains indices laissent à penser que cela s’est déjà produit il y a des milliers d'années, à l’époque où l'ère glaciaire touchait à sa fin. De nombreux chercheurs estiment peu probable que cette circulation cesse soudainement aujourd'hui.

Cependant, la plupart des modèles climatiques suggèrent que la circulation va se ralentir, précise Josh 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, en Afrique du Nord et peut-être aux États-Unis. Les températures moyennes continueraient d'augmenter, mais moins vite, à mesure que la circulation se ralentirait ; les chutes de pluie en Afrique du Nord et les ouragans aux États-Unis pourraient être affectés.

Un puits de carbone et de chaleur

Les océans absorbent plus de 90 % de la chaleur dégagée dans l'atmosphère, rappelle encore Josh Willis. Sans eux, le réchauffement climatique serait beaucoup plus rapide - une augmentation de la température atmosphérique qui prend des centaines d'années ne prendrait que des décennies si la Terre était dépourvue d’océans.

En outre, les océans absorbent environ le quart des émissions de dioxyde de carbone d’origine anthropique. Portées dans l’atmosphère, elles finissent dans les océans où leur présence entraîne une réaction chimique qui rend l’eau plus acide.

Au cours des 200 dernières années, selon le Cinquième rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (2013), l'acidité de l'océan a augmenté de près de 26 %. 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. L’acidité accrue 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 Josh 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 la phase froide de 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, avec l’évaporation accrue de l’eau dans l’atmosphère, des pluies plus fortes et des tempêtes plus sévères pourraient frapper la planète. Dans certains endroits, on voit de plus en plus que des pluies abondantes prennent déjà des proportions extrêmes. Mais les changements les plus frappants dans la pluviosité se produiront dans la deuxième partie du XXIe siècle, si les émissions de dioxyde de carbone ne diminuent pas, dit Josh Willis.

« 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. »

Source : "IIP Digital" Bureau des programmes d'information internationale du département d'Etat. Site Internet : http://iipdigital.usembassy.gov/iipdigital-fr/index.html