Les climatologues ont peur de ce qu’ils ont découvert ces derniers jours. La température des océans a atteint un nouveau record. Les côtes de l’Amérique du Nord sont baignées d’une eau inhabituellement chaude, 13.8 degrés Celsius plus que la moyenne. Les températures élevées du Pacifique équatorial Est annoncent une année El Niño, mais d’autres océans subissent aussi des vagues de chaleur marines. La température de l’eau à l’équateur a rapidement augmenté de 0.4 degrés Celsius en deux semaines. La zone concernée est plus étendue que lors d’années El Niño habituelles et parcourt aussi l’océan Indien. D’autres vagues de chaleur marines touchent actuellement le Pacifique Nord et les côtes espagnoles, où la canicule commence déjà. Il n’est pas clair si ces changements sont liés au début d’un El Niño fort, qui apporterait la chaleur et des tempêtes à l’Amérique du Sud pendant plusieurs mois, ou si nous sommes face à un événement climatique inconnu.
La température élevée de la surface des océans, en contact avec l’air, réchauffe directement l’atmosphère, nous pouvons donc nous attendre à des canicules record sur la Planète Terre ces prochains mois. Les ouragans se forment au-dessus de l’eau chaude, ils pourraient déferler de façon très impressionnante . Enfin, les vagues de chaleur marines sont très dangereuses pour la vie des océans et des événements de mort de coraux pourraient se produire. Au-delà de ces conséquences prévisibles, il faut remarquer que ce changement est imprévu, peu compris et nous ne savons pas comment il évoluera.
Le CO2 émis par l’Homme s’accumule dans l’atmosphère, et un quart se dissout dans les océans. Ceux-ci ont absorbé l’équivalent de 600 milliards tonnes de dioxyde de carbone entre 1750 et 2015 (NOAA).
L’eau devient un peu plus acide, comme l’eau gazeuse. Ce changement a des conséquences sur la vie des océans, notamment sur la formation des coquilles de crustacés. Les coquilles sont formés plus difficilement dans une eau plus acide. Cet effet a été étudié en laboratoire et dépend de la quantité de CO2 dans l’eau.
Le Programme International sur l’Etat des Océans a déjà observé de nombreux changements de grande ampleur, dont l’acidification et la diminution d’oxygène dans l’eau.
En 50 ans, le pH des océans est passé de 8.2 à 8.1. Il s’agit du changement le plus rapide de l’Histoire de la Terre, alors que les fossiles montrent que les changements plus graduels avaient déjà un effet visible sur les animaux marins.
Selon le GIEC, plusieurs seuils critiques pour la vie dans l’océan seront dépassés avant 2100: oxygène, acidification, azote, stratification des océans, etc. Si les émissions de CO2 se poursuivent, il y aura moins de vie dans les océans à la fin du siècle.
L’acidification a des conséquences directes sur la formation de coquilles de carbonate de calcium, et elle pourrait empêcher le développement des crustacés, des mollusques bivalves, de coraux, de gastéropodes et de certaines algues.
Une des algues les plus abondantes des océans, le coccolithe Emiliania h. souffre aussi de l’acidification. Dans le Golfe du Lion de la Méditerranée, une des zones marines les plus saturées en acide carbonique, les coccolithes ont changé. Leur poids, passé de 5 à 3.5 picogrammes indique que leur coquille de calcite est beaucoup plus fine qu’avant, ils sont devenus plus petits et, à certains moments, on n’en trouvait quasiment plus. Dans des expériences de culture dans de l’eau acide ces algues développaient une coquille plus fragile. D’autres observations de coccolithes dans les mers actuelles et dans les sédiments ont montré que leurs coquilles s’affinaient avec l’acidification des océans. La perte des coccolithes des océans pourrait provoquer un ralentissement de la fixation de gaz carbonique, et une aggravation de l’effet de serre.
Les coraux sont déjà en grave danger. Au Japon, les récifs du Sud ont connu un épisode de mortalité massive, à cause de la chaleur, et semblent avoir de la peine à se développer plus au Nord, probablement à cause de l’acidité de l’océan.
Les expériences ont montré que les huîtres, les coquilles Saint-Jacques, le corail et les serpules construisent des coquilles plus fines et plus fragiles. L’acidification leur nuit visiblement. C’est encore plus visible chez la palourde, la conque, et l’oursin crayon. Les plus hautes acidités dissolvent les coquilles de ces animaux.
Image par Brigitte Werner de Pixabay
La production d’huîtres a baissé des dernières années. Au large de la Floride, elle chuté de façon dramatique. Les récoltes ont baissé de 100 à 2 sacs (lien). Cela pourrait être dû à l’acidification de l’océan par le CO2 émis par l’Homme et dissous dans l’eau, même si l’eau subit d’autres changements aussi, le réchauffement, la salinité, et peut-être la pollution de l’eau. Cela dit, l’effet de l’acidité de l’eau est visible en laboratoire et dans des ptéropodes marins à d’autres endroits. Les changements dans les fermes donnent la mesure de ceux qui affectent la vie sauvage des océans.
Les scientifiques ont tenté de compenser l’acidité de l’eau en déversant de la soude près des récifs coralliens australiens. En mai 2022, ils ont injecté de la chaux dans la baie d’Apalachicola. Ils ont versé 2000 litres d’eau enrichie en chaux (hydroxyde de calcium), ingrédient de base du ciment. L’expérience a réduit l’acidité et a complexé le CO2. La technique, appelée chaulage de l’océan, a été appliquée par Wade McGillis, ingénieur climatologue de l’Université Notre Dame (Science).
Malheureusement, la fabrication de la chaux à partir de la craie émet actuellement CO2, le gain n’est donc pas garanti. Ce bilan pourrait être amélioré, la fabrication pourrait par exemple être combinée avec des bio-réacteurs d’algues alimentaires ou combustibles. Cet ingrédient est déjà produit en immenses quantités pour la fabrication du ciment, qui est très polluant et devrait être limité. L’utilisation du ciment devrait être fortement réduite et la chaux, déjà produite pour cette industrie aujourd’hui, servirait à sauver le climat. Il faut la racheter.
Les scientifiques souhaitent que ce type d’expériences se poursuive, elle leur semble très utile.
Cette technologie pourrait peut-être pourrait améliorer les perspectives de la vie des océans, et limiter le réchauffement en réduisant le carbone. La technique pourrait être appliquée dans les zones les plus touchées, et les plus riches en vie marine. Au contraire, la géo-ingénierie solaire, qui répandrait des poudres dans l’atmosphère, changerait l’ensoleillement, la météo, et la température, mais laisserait l’acidité des océans augmenter. Je ne suis pas sûre que toutes les conséquences de celle-ci aient été prises en compte.
Il serait donc intéressant que la technique de chaulage des océans soit étudiée par les environnementalistes et les chimistes et qu’ils se prononcent à son sujet. La question de son utilisation à grande échelle se posera bientôt.
Je résume ici essentiellement la fin du chapitre 5 du 6ième rapport du GIEC, qui traite des interventions humaines possibles et de leurs effets sur la Biosphère. Actuellement, les plantes terrestres captent à peu près un tiers de carbone émis, et les océans un tiers. Le GIEC prévoit une diminution de l’absorption par les océans.
L’afforestation ou la reforestation pourraient capter du CO2 dans la biosphère. Les effets seraient bénéfiques à des nombreux niveaux. La biodiversité, le cycle hydrologique, la stabilité et la composition des sols seraient améliorés. Les forêts émettent aussi des composés qui favorisent la condensation des nuages et changent l’albédo de la Planète. Je passe un peu ici sur les bienfaits évidents de ces solutions simples, naturelles et porteuses de vie pour me présenter les autres techniques.
L’utilisation des terres pour l’agriculture humaine a provoqué la perte de 116 PgC dans les derniers 12’000 ans. Le sol s’est appauvri, le carbone qu’il contenait sous forme d’humus ou de bactéries, champignons et insectes est maintenant dans l’atmosphère.Il est possible d’inverser cette perte et d’augmenter le carbone du sol en choisissant des variétés à grandes racines, en introduisant la rotation des cultures, en laissant des résidus végétaux sur place, et en utilisant des couverts. La fertilité du sol en serait améliorée.
Le sol peut aussi être enrichi en carbone par BECCS (bioénergie avec capture et stockage de carbone). Le Biochar est le produit de la combustion des matières végétales. Son ajout aux sols augmente les stocks de carbone et la fertilité. Le biochar améliore le rendement particulièrement des sols déjà dégradés.Les risques de l’introduction de ces composés dans le sol ne sont pas bien compris (Lorenz et Lal, 2014). Je crains personnellement qu’il ne soient cancérigènes ou toxiques pour certains organismes du sol,alors que d’autres auteurspensent que cela pourrait accroître la biodiversité du sol.
La restauration des tourbières et zones humides par l’arrosage compenserait et augmenterait la quantité de carbone perdue actuellement.
La capture de carbone dans les océans passerait par l’accroissement de la productivité des écosystèmes marins. L’idée est d’ajouter de l’azote dans les océans pour stimuler la productivité des algues, à la base de la chaîne alimentaire marine. Les algues utiliseraient plus de CO2 si elles disposaient de plus d’azote pour leurs molécules essentielles. Le GIEC note que les conséquences d’un ajout d’azote dans l’océan sur cet écosystème sont incertaines.
La restauration des écosystèmes côtiers, marais, mangroves, algues, pourrait capter le carbone.La montée du niveau de la mer pourrait augmenter cet effet, mais les vagues de chaleur marines sont un risque.Le potentiel global est de moins de 0.02 Pg C/y.
Magrovier et océan – Image par Pat Josse de Pixabay
Enhanced Weathering (EW): Les scientifiques étudient aussi la possibilité de décupler les réactions chimiques se produisant naturellement sur Terre. il s’agirait de répandre des roches moulues, par exemple de l’olivine, sur les plages ou les champs, les sols ou les océans. Elles fixeraient le CO2 par réaction chimique spontanée. Des essais sont en cours (lien). Ces roches augmenteraient le pH des oceans, l’effet serait donc inverse de l’acidification causée par le CO2.Cela pourrait améliorer la productivité des champs, mais aussi libérer des métaux toxiques, ce qui évidemment serait très nocif. Ce risque devrait évidemment être contrôlé ou exclu.
DACCS: Capture de carbone de l’air avec stockage de carbone. Des usines de capture de carbone de l’air sont actuellement développées, notamment en Suisse (Installation suisse, Climeworks). Différents moyens chimiques sont utilisés pour capter le CO2. Il serait ensuite stocké dans des réservoirs géologiques sous forme de gaz sous pression ou de carbonate. Le GIEC relève que le gaz sous pression pourrait présenter des risques, et l’air qui sort de l’installation pourrait être trop pauvre en CO2 pour la végétation à proximité.
Des projets de capture de méthane apparaissent aussi.Le processus pourrait être réalisé dans l’air,par ” zeolite trapping ” et modification chimique. Le méthane du sol peut être dégradé naturellement par les bactéries du sol, et la présence de forêts facilite ce processus. Une étable pourrait diriger son aération à travers le sol où le méthane serait consommé par les bactéries naturellement présentes.Il pourrait aussi être dégradé par des biopolymères qui incluraient des enzymes décomposant le méthane.Ces technologies sont cependant encore dans l’enfance.
Nuage Cirrus
SRM La modification du rayonnement solaire par des molécules dans l’atmosphère diminuerait la proportion de lumière solaire qui atteint la Terre mais augmenterait la diffusion de la lumière.L’effet de changement de lumière sur la croissance des plantes varie dans différents modèles. La températures ne monteraient pas autant, ce qui pourrait limiter la croissance des plantes dans les régions boréales mais réduirait les risques des vagues de chaleur et de sécheresses.Cette intervention pourrait cependant modifier le cycle et la disponibilité de l’eau. Les différents types de modification d’atmosphère auraient des effets un peu différents sur la productivité végétale et sur le cycle hydrologique.
L’injection d’aérosols dans la stratosphère (SAI) comporte le risque de d’une diminution d’ozone qui pourrait comporter des risques pour la végétation (voir blog sur les risques, très exhaustif sur ces risques).
L’éclaircissement des nuages (MCB, marine cloud brightening) consiste à éclaircir les nuages en formant des gouttelettes plus petites, par la dispersion de sel marin par exemple. A priori, cette technologie semble propre, peu polluante, mais pourrait augmenterla durée de vie du méthane dans l’atmosphère et provoquer une pollution par l’ozone.
Malheureusement, si stabilise le méthane, elle serait inutilisable en cas d’émissions de méthane du permafrost, et ce ce jour-là que nous pourrions avoirvraiment besoin de géo-ingénierie, car les températures monteraient haut et vite. Je suis très heureuse de voir apparaître des recherches sur la capture du méthane. L’émission du méthane du permafrost est un des plus graves risques pour la vie sur Terre. Le GIEC, qui se base sur les mesures datant de quelques années, la considère comme peu probable, mais des scientifiques alertent sur ce risque futur, et il est tout à fait souhaitable de nous en prémunir.
Enfin, le CCT (cirrus cloud thinning) vise à affiner les nuages affiner les nuages cirrus en créant des cristaux de glace plus gros. La nucléation des cristaux serait provoquée par du triiodide de bismuth ou de l’acide sulfurique ou nitrique. Je dois me documenter plus cette technique.
Les modèles montrent de façon convaincante que dans un monde à haute concentration de CO2, la géo-ingénierie augmenterait la masse des plantes vertes sur la Terre.Cet effet serait positif. Si nous les laissons pousser, des magnifiques forêts capteraient le carbone et assureraient un bon fonctionnement dela biosphère.
Par contre l’acidification des océans et ses dommages pour la vie marine se poursuivraient. Il faut aussi noter que ces technologies de modification de lumière solaire devraient être appliquées sans interruption. Un arrêt soudain de cette géo-ingénierie, comme une fermeture de parasol, ferait monter brusquement les températures.
J’ajoute que nombreux pays appliquent actuellement une technologie qui n’est pas mentionnée dans le rapport, les pluies artificielles, provoquées par exemple par dispersion de l’iodure d’argent. L’Indonésie s’en est servie pour éviter les feux de forêt, les pays du proche-Orient pour limiter les vagues de chaleur extrêmes, la Chine augmente maintenant la portée de leur dispositif jusqu’à toucher la moitié du pays. Les effets sur la croissance des plantes et sur leur capture du carbone pourraient aussi être positifs, et devraient être étudiés.
