L'océan mondial perd son souffle

Photo : Shoot-n-design

Le groupe international de recherches GO₂NE, dont sa vice-présidente Marilaure Grégoire, Ingénieure civil physicienne, Directrice de Recherches FRS-FNRS au sein de l'Unité de recherches FOCUS et spécialiste de la modélisation des océans, tire la sonnette d’alarme dans un article publié dans la revue Science : le taux d’oxygène des océans a atteint un niveau bas record. L’équipe internationale de scientifiques affirme que pour mettre un terme à ce déclin, le monde a besoin de limiter le changement climatique et la pollution des eaux par les nutriments.

L

es océans, poumons de notre planète, se portent mal. Une étude menée par le GO₂NE (Global Ocean Oxygen Network), un groupe de travail créé en 2016 par la Commission océanographique intergouvernementale des Nations Unies, vient d’aboutir à des résultats inquiétants. Dans leur rapport publié dans Science, les scientifiques annoncent qu’au cours des 50 dernières années, la quantité d'eau sans oxygène en haute mer a quadruplé et que pour les eaux côtières, y compris les estuaires et les mers, les sites à faible teneur en oxygène ont été multipliés par 10. « Nous nous attendons même à ce que le niveau d’oxygène continue de baisser même en dehors des zones étudiées, au fur et à mesure que notre planète se réchauffe, explique Marilaure Grégoire. De vastes régions de l’Océan Pacifique, déjà naturellement pauvres en oxygène, voient ainsi leur teneur en oxygène encore diminuer pour atteindre des seuils critiques, voire létaux, pour les organismes y vivant. »

Le nombre de zones à faible teneur en oxygène augmente dans le monde entier. Les points rouges marquent les endroits de la côte où l'oxygène a chuté à 2 milligrammes par litre ou moins, et les zones bleues marquent les zones présentant les mêmes niveaux d'oxygène bas en haute mer.
Crédit: Groupe de travail GO2NE. Données de l'Atlas mondial des océans 2013 et fournies par R. J. Diaz

Au niveau des océans, les eaux de surface sont bien oxygénées par la dissolution de l’oxygène atmosphérique et la photosynthèse. En profondeur, l’oxygène est consommé par la respiration et son renouvellement dépend de l’existence de mécanismes capables d’amener les eaux de surface bien oxygénées en profondeur, c’est ce que l’on appelle la ventilation des eaux. « Les changements climatiques sont en train de perturber cet équilibre. Le réchauffement des eaux de surface réduit en effet l’intensité de la ventilation des eaux et la solubilité de l’oxygène, reprend Marilaure Grégoire. Et dans les eaux côtières, c’est la pollution par les nutriments provenant des terres qui crée des proliférations algales qui consomment énormément d’oxygène lorsqu’elles meurent et se décomposent. »

Dans les « zones mortes » traditionnelles, comme celles de la Baie de Chesapeake (sur le côte Est des Etats-Unis) et de la mer Baltique, le niveau d’oxygène peut atteindre des niveaux si bas que beaucoup d’animaux meurent asphyxiés. En mer Noire, en dessous de 100 m de profondeur on ne trouve que des bactéries en raison de l’absence d’oxygène et de la présence de vastes quantités de sulfide d’hydrogène. Comme les poissons évitent ces zones, leur habitat se réduit et ils se retrouvent plus exposés aux prédateurs et à la pêche. Dans leur rapport, les scientifiques font également remarquer que le problème dépasse de loin le seul phénomène des « zones mortes ». « Même de plus petites baisses en oxygène peuvent freiner la croissance des espèces, entraver leur reproduction et entraîner des maladies voire la mort. » Le changement des niveaux d’oxygène peut aussi déclencher la production de substances chimiques dangereuses telles que le protoxyde d’azote, un gaz à effet de serre jusqu’à 300 fois plus puissant que le dioxyde de carbone, et le sulfure d’hydrogène toxique. Si certaines espèces peuvent effectivement prospérer dans ces zones, il n’en est pas de même de la biodiversité dans son ensemble. « Pour donner une exemple, poursuit Marilaure Grégoire, aux Philippines, la mortalité de poissons due à la désoxygénation dans les bassins aquacoles d’une seule ville coûte plus de 10 millions de dollars. Les récifs coralliens, qui sont une attraction touristique majeure pour de nombreux pays, sont également menacés par le manque d’oxygène. »

Le manque d'oxygène cause la mort de ces coraux et d’organismes vivants autour comme à Bocas del Toro (Panama) où des crabes vivants dans les récifs ont succombé au manque d’oxygène. Crédit: Arcadio Castillo/Smithsonian

Des recommandations en 3 points

Pour faire face à la désoxygénation des océans, les scientifiques estiment que le monde doit adopter une approche tenant en trois points :

1. S’attaquer aux causes
   C’est-à-dire à la pollution par les nutriments et le changement climatique, en réduisant de façon drastique l’utilisation d’engrais agricoles et les émissions de gaz à effet de serre. Bien qu’aucune de ces problématiques ne soit simple ou facile à enrayer, réfléchir à la mise en place de meilleurs systèmes septiques et d’assainissement peuvent protéger la santé humaine et éviter la pollution de l’eau.
2. Protéger les espèces marines les plus vulnérables et les ressources océaniques
   Bien que l’augmentation du nombre de zones à faible teneur en oxygène semble inévitable dans certaines régions, il est crucial de protéger les pêcheries à risque de facteurs de stress supplémentaires. Selon l’équipe de GO₂NE, cela se traduirait par la création d’aires marines protégées ou de zones de pêche interdite, précisément dans les zones où la faune se réfugie pour échapper à la baisse d’oxygène dans son habitat d’origine ; ou bien pécher des espèces qui ne sont pas aussi menacées par la désoxygénation.
3. Améliorer la surveillance et la prédiction des niveaux d’oxygène à travers le monde
   Les scientifiques savent à peu près quelle quantité d’oxygène l’océan pourrait perdre à l’avenir, mais pas où ces zones de désoxygénation se situeront exactement. Une surveillance renforcée, particulièrement dans l’hémisphère sud, des travaux expérimentaux pour mieux comprendre les processus responsables et affectés par la désoxygénation, ainsi que le développement de modèles numériques et avancés aideront à déterminer les points géographiques les plus à risque, et à identifier les solutions les plus efficaces.

Référence scientifique

‘Declining oxygen in the global ocean and coastal waters’, Science, online on January 4th, 2018, Science.

Auteurs : Breitburg D., Levin L., Oschlies A., Grégoire M., Chavez F., Conley D., Garçon V., Gilbert D., Gutiérrez D., Isensee K., Jacinto G., Limburg K., Montes I., Naqvi W., Pitcher G., Rabalais N., Roman M., Rose K., Seibel B., Telszewski M., Yasuhara M. and Zhang J.

Les résultats présentés dans Science par les scientifiques du GO₂NE et les activités associées à cette initiative contribuent à la Décennie des Nations Unies des sciences océaniques pour le développement durable.

Approfondir les connaissances sur les menaces que constituent la désoxygénation, le réchauffement, l’acidification ainsi qu’une multitude d’autres facteurs de stress d’origine humaine sera la clé d’une gestion durable des océans et des mers.

Contact

Marilaure GRÉGOIRE, Directeur de recherches au FNRS, Directrice du laboratoire MAST à l’Université de Liège. Co-présidente du réseau GO₂NE.

MAST Modeling for Aquatic Systems – UR FOCUS Freshwater and OCeanic science Unit of research.

A propos

GO₂NE

Créé en 2016 par la Commission océanographique intergouvernementale, le Réseau mondial sur l'oxygène océanique (GO₂NE) est un groupe de travail scientifique qui fait partie de l'Organisation des Nations Unies pour l'éducation, la science et la culture (UNESCO). Le groupe est composé de scientifiques du monde entier qui se sont engagés à fournir une vision globale et multidisciplinaire de la désoxygénation, conseillant les décideurs politiques sur la lutte contre la faible teneur en oxygène et la préservation des ressources marines.

MAST

Le MAST (Modelling for Aquatic Systems) est un groupe de recherche de l'Université de Liège (Unité de recherches FOCUS - Faculté des sciences) dirigé par Marilaure Grégoire. Il est consacré à l'élaboration de modèles numériques pour la compréhension, la prévision et la gestion des systèmes aquatiques. Ces modèles sont appliqués à divers milieux aquatiques comme la mer Noire, la mer Méditerranée et la mer du Nord. Dans le cadre du programme Copernicus marin financé par la commission Européenne, MAST fournit des prédictions en temps réel de l’état environnemental de la mer Noire.