Désoxygénation océanique: un phénomène global accentué en milieu côtier

Publié par Redbran le 08/11/2021 à 13:00
Source: CNRS INSU
L'oxygène dissous dans les océans est essentiel à la vie du plus grand écosystème de la planète: la capacité des organismes vertébrés et invertébrés à survivre sans oxygène est extrêmement limitée. L'oxygène est essentiel à l'océan (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par...)1. Depuis plus de 50 ans, ses concentrations dans l'océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau...) ouvert et côtier sont en baisse. Dans l'océan ouvert, la diminution de la ventilation due à un océan moins mélangé (plus stratifié) et le réchauffement des couches de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) dû au changement climatique sont les causes principales de la baisse de la teneur en oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...). Cette baisse, même si elle est limitée (1 à 7% du stock d'oxygène océanique d'ici 2100), affecte particulièrement les zones "à minimum d'oxygène", où la concentration d'oxygène est naturellement limitée, qui vont ainsi voir leur écosystème perturbé.


Sites où la concentration en oxygène dissous atteint saisonnièrement des valeurs hypoxiques. Les sites côtiers où l'hypoxie a été observé (points rouges) a fortement augmenté dans les 20 dernières années.
© Breitburg et al., 2018

La désoxygénation des zones côtières est principalement due au phénomène d'eutrophisation (L'eutrophisation d'un milieu aquatique, tel que cours d'eau ou mares, désigne originellement et...) lié à la fertilisation (La fertilisation est le processus consistant à apporter à un milieu de culture, tel que...) excessive des sols par les engrais (Les engrais sont des substances, le plus souvent des mélanges d'éléments...) dans les bassins versants de fleuves qui les déversent dans les estuaires et les zones côtières. Cet excès de sels nutritifs entraîne un accroissement démesuré de la production phytoplanctonique qui est ensuite dégradée par les bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées...) dans la colonne d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...). La respiration (Dans le langage courant, la respiration désigne à la fois les échanges gazeux (rejet...) qui accompagne cette activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) microbienne consomme l'oxygène contenu dans les couches d'eau profonde. Lorsque cette consommation est importante, on parle d'hypoxie2.

Des scientifiques viennent de décrire3 les causes et les conséquences de cette désoxygénation océanique et plaident pour la mise en place d'une base de données (En informatique, une base de données (Abr. : « BD » ou...) internationale FAIR concernant l'oxygène dissous dans les eaux marines hauturières et côtières. La communauté scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) à proposé un projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) international sur la désoxygénation des océans appelé GOOD (Global Ocean Oxygen Decade) qui a été approuvé par la Commission Intergouvernementale Océanographique sous l'égide du programme "Décennie (Une décennie est égale à dix ans. Le terme dérive des mots latins de decem « dix »...) des Océans" de l'ONU (2021-2030). Ce projet va se déployer selon 8 axes:
1. Désoxygénation et vie (La vie est le nom donné :) océanique: identifier et comprendre les menaces pour améliorer les stratégies d'atténuation (Perte d'intensité et amplitude d'un signal...) et d'adaptation.
2. Désoxygénation, qualité de l'eau et système climatique: Comprendre les processus et les feedbacks et développer des indicateurs utilisables
3. Désoxygénation et services écosystémiques: Evaluer et valoriser l'impact de la désoxygénation.
4. Comprendre, surveiller et atténuer la désoxygénation dans un contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le...) de facteurs de stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général...) multiples (co-stresseurs).
5. Conséquences économiques et sociétales de la désoxygénation.
6. Comprendre les causes, attribuer les changements et développer des approches d'atténuation.
7. Cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le...) et modélisation de l'oxygène
8. Education, renforcement des capacités et connaissance de l'océan.

Notes:
1 - Il est produit par photosynthèse (La photosynthèse (grec φῶς phōs, lumière et...) et consommé par la respiration des organismes marins lors de l'utilisation de la matière organique (La matière organique (MO) est la matière carbonée produite en général par...) pour leur nutrition (La nutrition (du latin nutrire : nourrir) désigne les processus par lesquels un être...). Il régule (Les régules sont des alliages d'étain ou de plomb et d'antimoine.) ainsi les grands cycles des éléments nutritifs (azote et phosphore), indispensables au maintien de la productivité océanique.
2 - La respiration qui accompagne cette activité microbienne consomme l'oxygène contenu dans les couches d'eau profonde. Lorsque cette consommation est importante, les eaux peuvent être très appauvries en oxygène: on parle dans ce cas d'hypoxie. La teneur en oxygène dissous devient critique, passant sous le seuil de 63 µmol/l (env. 25% de saturation) et la composition de l'écosystème (poissons, mollusques, invertébrés) commence à être affectée par une mortalité importante.
3 - Un groupe de plus de 57 scientifiques internationaux vient de publier un article dans la revue Frontiers in Marine Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire...) (Grégoire, Garçon et al., 2021)


Pour en savoir plus:
Grégoire, M., V. Garçon et al. (2021). A global ocean oxygen database and atlas for assessing and predicting deoxygenation and ocean health in the open and coastal ocean. Frontiers in Marine Science.
Breitburg, D., et al. (2018), Declining oxygen in the global ocean and coastal waters, Science, 359, eaam7240.

Le projet GOOD:
Au niveau national, un consortium d'expertise scientifique (CES) d'ODATIS (Pôle de Données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) et Service pour l'Océan) mené par V. Garçon, S. Schmidt, J. Sudre et L. Coppola décline cet objectif et ambitionne de récolter et mettre à disposition de la communauté française et internationale les données d'oxygène produites par les équipes de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) françaises. Ce groupement participe au projet GOOD. Une première action a été engagée lors d'un atelier de comparaison de capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une...) d'oxygène pendant l'atelier Calib'O2 à Brest (4-7 octobre 2021) financé par l'IR-ILICO.

Le CES ODATIS:
Laurent Coppola (CNAP, LOV), Anne Daniel (IFREMER), Bruno Deflandre (Univ Bordeaux, EPOC), Véronique Garçon (CNRS, LEGOS), Dominique Lefèvre (CNRS, MIO), Valérie Mesnage (Univ. Rouen), Aurélien Paulmier (IRD, LEGOS), Catherine Schmechtig (CNRS, LOCEAN) , Sabine Schmidt (CNRS, EPOC), Nicolas Savoye (CNAP, EPOC), Christophe Rabouille (CEA, LSCE), Nathalie Sennechaël (LOCEAN), Virginie Racapé (IFREMER, LOPS), Sylvain Rigaud (Univ Nimes, CHROME), Joël Sudre (IR DataTerra), Virginie Thierry (IFREMER)

Contact:
Christophe Rabouille - Laboratoire des Sciences du Climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une...) et de l'Environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) (LSCE) - christophe.rabouille at lsce.ipsl.fr
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