L'océan, régulateur du climat et foyer de biodiversité

  Le saviez-vous ? Nos océans absorbent près du quart des émissions de gaz carbonique d’origine anthropique. Les zones littorales et marines jouent ainsi un rôle décisif dans la régulation climatique tout en abritant des écosystèmes uniques et essentiels au développement des territoires.

Partez à la découverte de l’extraordinaire capacité de régulation de ces écosystèmes, de la complexité de leurs interactions et de leur biodiversité, qui contribuent à renforcer la stabilité et la résilience de notre planète. Le plancton dans toute sa diversité, les mangroves et les récifs dans les régions tropicales, ainsi que les macroalgues sont à l’honneur.

Ces photographies et témoignages de chercheurs sont extraits de l’ouvrage collectif «Les Écosystèmes marins dans la régulation du climat » coordonné par le FFEM (Fonds français pour l'environnement mondial, en partenariat avec la Fondation Tara expéditions.

• L'océan, réservoir de vie

« L’océan constitue le plus grand espace de vie de la planète et couvre actuellement 70,8 % de la surface de la Terre. Avec une profondeur moyenne d’environ 3 800 mètres, il faut plutôt penser l’océan en volume, de l’ordre de 1,37 milliard de km3. La principale caractéristique de ce gigantesque milieu est sa continuité, donc sa connectivité. »

Gilles Bœuf

Éponges et anémones (Yasawa, Fidji) © Thomas Vignaud

La stabilité de l’océan, au moins depuis 100 millions d’années, est tout à fait extraordinaire : pH, pression osmotique et salinité, température, contenu en gaz dissous.

La biodiversité marine qui s’y développe, encore largement méconnue, est considérablement plus qu’une liste d’espèces, c’est tout un ensemble d’interactions établies entre les êtres vivants et avec leur environnement.

À partir de cette biodiversité, les hommes pêchent depuis des temps ancestraux, certainement des centaines de milliers d’années.

Initialement, la vie fut exclusivement marine et l’océan actuel garde son rôle primordial dans l’évolution de la vie et du climat.

• L'océan, réservoir de chaleur

« La machine climatique fonctionne grâce à l’énergie solaire et l’océan en est le principal récepteur : il absorbe près de 60 % du rayonnement solaire qui entre dans le système climatique. L’atmosphère, assez transparente au rayonnement solaire, en absorbe deux fois moins. »

Bruno Voituriez

Passe sud de Fakarava, Polynésie française © Thomas Vignaud

Les échanges permanents d’énergie et de chaleur entre atmosphère et océan induisent des modifications de température et de salinité. Les variations de densité qui en résultent produisent une circulation profonde, dite « thermohaline » : les eaux les plus denses plongent, les plus légères remontent.

Ces courants océaniques redistribuent l’excès de chaleur reçu dans les zones équatoriales vers les pôles.

• L'océan, acteur du changement climatique

« Acteur, parce qu’il a largement contribué à atténuer l’ampleur du changement climatique contemporain, en absorbant 93 % de la chaleur accumulée dans l’atmosphère du fait de l’augmentation de l’effet de serre ; en captant plus du quart des émissions de CO2 d’origine anthropique depuis 1750 ; et en recevant la quasi-totalité de l’eau produite par la fonte des glaces. »

Jean-Pierre Gattuso et Alexandre Magnan

Lagon de Rangiroa à marée basse © Thomas Vignaud

L’océan est également victime du changement climatique. L’augmentation de la teneur en CO2 dissous dans l’eau de mer entraîne une diminution du pH et une réduction des ions carbonates. Ce phénomène, connu sous le nom d’acidification de l’océan, menace tous les organismes marins qui possèdent un squelette calcaire.

La température des eaux océaniques de surface augmente. Les conséquences seront majeures : migration d’espèces, perturbation des échanges d’oxygène, blanchissement des récifs coralliens. L’élévation du niveau de la mer aura également comme effets la submersion plus ou moins temporaire des plaines côtières et la salinisation des sols en zone littorale.

• À l'origine du vivant, le phytoplancton

« Plancton, atmosphère et climat sont irrémédiablement liés et cela depuis les premières traces de vie sur la planète. Cette histoire commence il y a plus de 3 milliards d’années, quand des cyanobactéries photosynthétiques, tirant leur énergie de la lumière du soleil, ont commencé à injecter de l’oxygène dans une atmosphère primitive qui en était dépourvue.»

Christian Sardet

Mélange de protistes, baie de Toba (Japon) © Christian Sardet / Tara Oceans / CNRS / Chroniques du Plancton

Les organismes microscopiques du plancton capables de photosynthèse (le phytoplancton) sont de grands régulateurs du climat par leur capacité à fabriquer de la biomasse, absorbant et régulant ainsi le CO2 atmosphérique.

En fin de vie, cette matière organique sédimente sous forme de cadavres, détritus et déjections, nourrissant les créatures des abysses. Depuis des millions d’années, cette « neige marine » emmène au fond des océans une gigantesque quantité de carbone. L’ensemble du processus constitue la « pompe à carbone ».

• La mangrove, à la rencontre des eaux douces et marines

« Le palétuvier rouge, caractérisé par ses grandes racines échasses, se développe bien en front de mer sur un sol très souvent gorgé d’eau, faisant de cette espèce un emblème pour le piégeage et le stockage du CO2 atmosphérique. »

Cyril Marchand

L'île de Fadiouth (Petite-Côte, Sénégal) et aquarelle © Valérie Fakir - aquarelle © Céline Bricard

La mangrove est un ensemble d’arbres, d’arbustes et d’herbiers se développant dans la zone de balancement des marées en région tropicale. Le mélange de ces eaux, associé à une forte évapotranspiration, induit une large gamme de salinité qui conduit à une zonation de la mangrove, en franges plus ou moins distinctes, parallèles au trait de côte, chacune dominée par une espèce végétale différente.

La capacité de la mangrove à transformer le CO2 atmosphérique en matière organique via la photosynthèse est très forte.

Outre cette fixation, le stockage de carbone dans les sols de mangrove est particulièrement important : estimé à environ 10 t CO2 équivalent/ha/an. Ces sols sont en effet gorgés d’eau et les processus de décomposition des débris végétaux, qui forment la litière, y sont très lents en raison du manque d’oxygène nécessaire aux décomposeurs (bactéries et champignons).

• Récifs coralliens, remparts nourriciers

« Formés par l’amoncellement des squelettes de coraux solidifiés par l’activité biologique d’organismes tels que les algues calcaires, les récifs coralliens constituent de véritables barrières qui protègent les côtes et leurs habitants des tempêtes, cyclones et tsunamis. »

Serge Planes et Denis Allemand

Platygyra acuta au microscope électronique (mer Rouge) © Éric Tambutté - Centre scientifique de Monaco - Scientific Centre of Monaco (CSM)

Un récif peut briser jusqu’à 97 % de l’énergie des vagues et diminuer la hauteur des vagues de 85 %, contribuant ainsi à la réduction des impacts lors d’événements climatiques extrêmes. Ils constituent aussi une source de revenus considérable pour nombre de territoires insulaires.

On estime que 30 millions de personnes dans le monde dépendent des récifs pour leur alimentation.

Les récifs coralliens font face à des régressions dramatiques : près de 25 % d’entre eux ont disparu au cours des vingt dernières années.

• Sous la canopée des grandes algueraies

« Les macroalgues sont omniprésentes dans les habitats côtiers, depuis les champs de laminaires ou les grandes forêts de kelp, jusqu’aux récifs coralliens où dominent les espèces calcaires, en passant par les algueraies à Fucales (Sargasses) qui forment une canopée sous la surface de l’eau. De nombreuses études mettent en avant la capacité des macroalgues à réduire les gaz à effet de serre. »

Claude Payri

Forêt de laminaires (Bretagne, France), Station biologique de Roscoff © Sandrine Ruitton

Les forêts et les champs d’algues se développent le long des littoraux rocheux et occupent près de 58 000 km de linéaire côtier, depuis les hautes latitudes jusqu’aux régions tropicales.

Leur taux de production primaire et de renouvellement sont très élevés mais, contrairement aux herbiers de phanérogames et aux mangroves, il n’y a pas ou peu d’enfouissement de matière organique.

Lorsqu’elles sont soumises à un stress, certaines algues libèrent rapidement des ions iodures volatiles.

Sous l’effet de la lumière (photolyse), cet iode se complexe avec l’ozone de l’air en particules qui condensent ensuite la vapeur d’eau, menant à la formation de nuages comme les stratocumulus.