Epoca : une vaste campagne pour mesurer l'acidification des océans

L'Union européenne vient d'apporter son soutien au programme Epoca. Cet ambitieux projet de recherche regroupe neuf pays pour déterminer l'ampleur et les effets d'une acidification des eaux océaniques, un phénomène certain mais mal connu, dû aux émissions de gaz carbonique d'origine humaine.

Quand la teneur de l'air en gaz carbonique (CO2) augmente, la mer en absorbe davantage. Chimiquement, le phénomène n'a plus de secret. Le CO2 se combine à une molécule d'eau pour donner un ion positif H+ et un hydrogénocarbonate (HCO3-, longtemps appelé bicarbonate), qui finit lui-même par se décomposer en carbonate (CO32-) et en un autre H+. Au total, la réaction produit un ion carbonate et deux H+. L'acidité augmente donc, puisqu'elle dépend directement de la concentration de ces derniers.

La production massive de gaz carbonique par l'industrie depuis deux siècles doit donc logiquement augmenter l'acidité des océans. Appelé acidification des océans, ce phénomène semble aujourd'hui bien réel. On estime que l'océan mondial absorbe chaque jour 25 millions de tonnes de gaz carbonique et que, depuis les débuts de l'ère industrielle, le tiers de sa production d'origine humaine a ainsi été transformé en carbonate par l'eau de mer.

L'océan s'est-il acidifié ? La réponse est oui. Au début du dix-neuvième siècle, le pH (l'indicateur d'acidité) était semble-t-il de 8,16 (la neutralité se situe à 7, l'acidité au-dessous et la basicité, inverse de l'acidité, au-dessus). Actuellement, il est de 8,05. Les prédictions sur son évolution indiquent une valeur de 7,6 en 2100.

Quel sera l'impact sur les organismes et les écosystèmes? Comment réagira l'océan mondial dans son ensemble ? Quels ont été les effets des précédentes variations de teneur en gaz carbonique à l'échelle des temps géologiques ? A ces questions, les réponses sont aujourd'hui parcellaires. On sait qu'une augmentation de l'acidité gêne les organismes fabriquant des coquilles calcaires, ce qui est le cas de nombreux mollusques, les coraux mais aussi d'animaux et de végétaux planctoniques.

En 2007, une équipe, à laquelle appartenait Jean-Pierre Gattuso, directeur de recherche au Laboratoire d'Océanographie de Villefranche-sur-mer (LOV, CNRS/Université Pierre et Marie Curie), avait clairement montré un effet direct de l'augmentation du gaz carbonique atmosphérique sur l'épaisseur des coquilles. Chez l'huître et la moule, la calcification diminue linéairement quand augmente la quantité de CO2. A l'inverse, Debora Iglesias-Rodriguez, une océanographe britannique, a observé une augmentation de la calcification chez le cocolithohore, un organisme du phytoplancton très commun et qui joue les premiers rôles dans la production de calcaire à l'échelle de la planète.

Un programme multidisciplinaire

On le voit, la tâche est rude pour comprendre les mécanismes à l'œuvre. C'est pourquoi un vaste projet international s'est mis en place en Europe. Il s'appelle Epoca (European Project on Ocean Acidification) et regroupe 27 organismes scientifiques appartenant à neuf pays. Ce travail de quatre ans coûtera 16,5 millions d'euros, dont 6,5 millions fournis par l'Union européenne. Epoca sera officiellement lancé le 10 juin prochain et les recherches pourront démarrer, coordonnées par Jean-Pierre Gattuso. Les 27 équipes s'attacheront à quatre objectifs principaux :

documenter les modifications chimiques et la distribution des espèces marines utilisant le calcaire, comme les foraminifères et les coraux profonds, au cours des périodes anciennes,
préciser la réponse des organismes et des écosystèmes à l'acidification de l'océan, notamment par des expériences en laboratoire,
prédire des réponses de l'océan d'ici 2100 à l'acidification de l'eau de mer,
estimer les incertitudes et les risques associés à l'acidification des océans de l'échelle cellulaire à une échelle globale, en passant par celle de l'écosystème, et recherche de moyens pour éviter ces menaces.