Les océans jouent un rôle central dans l’absorption du dioxyde de carbone atmosphérique (CO₂) et ont jusqu’à présent freiné l’impact total du changement climatique. Les estimations actuelles du CO₂ de l’atmosphère qui disparaît dans l’océan, communément appelé puits de CO₂ océanique, suggèrent qu’environ 25 % de toutes les émissions humaines de CO₂ ont été absorbées par les océans.
Dans notre récent article de journal dans Géosciences naturellesnous montrons qu’une fine couche à la surface de l’océan appelée « peau de l’océan », une couche plus fine qu’un cheveu humain, augmente cette absorption de CO₂ par l’océan d’environ 7 %. Cela semble être une petite différence, mais cette absorption supplémentaire équivaut au CO₂ absorbé chaque année par l’ensemble de la forêt amazonienne.
Cette absorption à long terme de carbone dans l’océan a des implications négatives sur la santé des océans. Cela provoque lentement l’acidification des océans : à mesure que l’eau de mer absorbe davantage de CO₂, elle modifie la chimie des océans et abaisse son pH, ce qui ne peut pas être facilement inversé.
Depuis les années 1990, les scientifiques ont suggéré qu’une peau plus froide augmenterait l’absorption de CO₂ par les océans. Ainsi, les estimations de l’absorption du CO₂ qui ignoreraient cet effet seraient inexactes.
Depuis lors, les chercheurs sur la température de surface de la mer ont montré que la peau de l’océan est légèrement plus froide que les eaux juste en dessous. Cette peau de surface est, en moyenne, plus froide d’environ 0,17 °C. Un changement de température comme celui-ci augmente la concentration de CO₂ dans ce petit ruban d’eau. C’est important car c’est cette eau qui est en contact direct avec l’atmosphère.
Étant donné que l’échange de CO₂ entre l’océan et l’atmosphère est contrôlé par la différence de concentration entre la surface et la couche d’eau située en dessous, cette peau plus froide augmente l’absorption du CO₂ dans l’océan.
Chercheurs européens ont confirmé ces processus basés sur la concentration en 2007. Ils ont utilisé un équipement similaire à un microscope puissant avec une caméra pour visualiser les concentrations d’oxygène gazeux dans ces minuscules couches dans un laboratoire. Ces dernières années, l’impact de la couche superficielle sur le carbone des océans mondiaux a été évalué à l’aide de théories, de modélisations et d’observations satellitaires, mais jusqu’à présent, personne n’avait réellement mesuré cet effet dans la mer.
Pour mener à bien nos recherches, l’Agence spatiale européenne nous a aidé effectuer des mesures spécialisées à bord de deux navires de recherche participant à l’événement annuel Croisières scientifiques sur le transect méridional atlantique qui accueille chaque année des scientifiques britanniques et internationaux.
En 2018, nous avons collecté les données de notre kit à bord du navire de recherche royal James Clark Ross alors qu’il parcourait environ 9 000 milles (14 500 km) de Harwich, dans le sud-est de l’Angleterre, à Port Stanley, aux Malouines.
En 2019, l’équipement a été installé sur le navire de recherche royal Discovery qui allait de Southampton, au Royaume-Uni, à Puntas Arenas, au Chili. Ce navire a navigué sur des mers très agitées dans l’Atlantique Nord et près des Malouines, mais a connu un océan miroir sans véritables vagues près de l’équateur. Nos mesures reflétaient donc un large éventail de conditions maritimes différentes.
De haut en haut et de loin ?
À chaque voyage, deux séries de mesures ont été prises. Pour un ensemble de mesures, nous avons utilisé un système micrométéorologique pour mesurer la vitesse du vent et la température de l’air, combiné à des mesures de gaz atmosphériques. Collectivement, c’est ce qu’on appelle le « système de covariance de Foucault » et il suit la quantité de gaz CO₂ dans l’air qui monte (en s’éloignant de la surface) par opposition à celle qui descend. Cela nous indique la quantité de CO₂ absorbée ou émise par l’océan.
La deuxième série de mesures a échantillonné l’eau collectée dans un tuyau d’entrée du navire. À partir de là, nous avons mesuré le gaz présent dans l’eau et sa température. Nous avons ensuite combiné cela avec une caméra thermique de haute spécification qui mesure la température de la peau de l’océan.
Ensemble, les deux séries de mesures devraient fournir le même résultat si la peau de l’océan n’avait aucun effet. Toute différence entre eux révélait comment la peau de l’océan affectait le puits de CO₂ de l’océan.
Des estimations précises du CO₂ absorbé par les océans sont essentielles au calcul des budgets carbone mondiaux. Ces budgets quantifient la manière dont le carbone se déplace dans les systèmes mondiaux et sont utilisés pour orienter la politique internationale de réduction des émissions.
L’océan et l’atmosphère sont les deux principaux réservoirs de carbone pouvant être observés avec précision. Une estimation précise de ces éléments limite toutes les autres parties du budget carbone mondial et nous permet d’évaluer ce que l’on appelle le « budget restant ». Cela identifie la quantité supplémentaire de carbone qui peut être émise avant qu’un objectif climatique spécifique ne soit atteint. Il est important de noter que nous ne pouvons pas estimer le carbone absorbé par l’ensemble des terres émergées de la Terre sans d’abord estimer le carbone absorbé par les océans. Par conséquent, l’absorption de CO₂ par les océans étant environ 7 % plus élevée aura des implications sur l’ensemble du budget carbone mondial et sur la capacité de charge de la Terre pour de nouvelles émissions.
À l’approche du sommet de l’ONU sur le climat, la Cop29, en Azerbaïdjan, cette recherche permet de définir plus précisément le problème des émissions de CO₂. Les experts du climat devront réévaluer le budget carbone mondial pour refléter nos nouvelles découvertes et cette absorption supplémentaire par les océans entraînera un déséquilibre dans le budget, indiquant potentiellement que le puits de carbone terrestre est plus petit qu’on ne le pense actuellement, donc moins efficace pour aider à éliminer l’atmosphère. émissions.
Le fait que les océans absorbent plus de nos émissions de carbone qu’on ne le pensait auparavant semble positif. Mais cette nouvelle signifie que le changement climatique, ainsi que d’autres activités humaines, comme la surpêche et la pollution, exercent une pression accrue sur la santé des océans. Cela pourrait également impliquer que la capacité des terres à absorber le CO₂ a été surestimée et qu’une plus grande attention devrait être accordée à la conservation des écosystèmes océaniques.
À mesure que la nécessité de réduire les émissions et d’atteindre les objectifs de réduction s’accentue, les connaissances sur le fonctionnement de la peau de l’océan aideront les scientifiques à comprendre comment l’océan réagira à nos émissions. Malheureusement, cela ne laissera personne s’en sortir.
Cet article est republié à partir de La conversation sous licence Creative Commons. Lire le article original.