L’acidification des océans et ses effets sur la croissance des récifs coralliens

Judicieusement surnommés «forêts tropicales sous-marines», les récifs coralliens tropicaux constituent l'un des écosystèmes les plus riches en biodiversité de la planète. Tout comme les arbres d'une forêt offrent un abri pour les plantes et les animaux qui y vivent, les récifs de corail fournissent de la nourriture et un abri pour des millions d’espèces, qui peuvent aller de bactéries microscopiques à de grands requins prédateurs. Mais en plus d’abriter une grande richesse écologique, les récifs coralliens nous fournissent aussi des services évalués à plus de 300 milliards de dollars chaque année; ils favorisent ainsi le tourisme et la pêche, et participent à la protection de nos côtes en absorbant l'énergie des vagues.

Malheureusement, l’état des récifs coralliens est en déclin dans le monde entier. Ils doivent actuellement faire face à une grande diversité de menaces, aussi bien locales, telles que la pollution et la surpêche, que d'envergure mondiale, comme le réchauffement climatique et l'acidification des océans. L'acidification des océans menace de nombreux organismes marins, et en particulier les espèces calcificatrices comme les huîtres, les crabes et les coraux; en effet, la composition de l'eau de mer influe sur le processus par lequel ces organismes construisent des coquilles de protection ou des squelettes, processus aussi appelé calcification. Les récifs coralliens sont largement considérés comme l'un des écosystèmes les plus vulnérables vis-à-vis de l'acidification des océans, et ce en partie dû au fait que l'architecture même de l'écosystème repose sur des organismes calcificateurs. C’est ainsi grâce à la calcification que de nombreux coraux construisent les squelettes de carbonate de calcium aussi beaux et spectaculaires que protecteurs qui constituent les récifs. Il n'y a pas de récifs sans calcification, et sans récifs, il n'y a pas de nourriture ou d'abri pour les millions d'espèces associées.

Une grande partie de l'attention entourant les récifs de corail et l'acidification des océans se concentre désormais vers les implications que la situation pourrait engendrer à l’avenir: quelles conséquences à long terme l'acidification des océans pourrait-elle avoir sur les récifs coralliens? Une modification de la composition de l'eau de mer pourrait-elle stopper complètement leur croissance? Ces questions cruciales font actuellement l’objet d’études menées à la fois en laboratoire et sur le terrain. Cependant, la composition des océans a déjà changé. Depuis la révolution pré-industrielle des années 1880, les océans ont absorbé environ 25% du dioxyde de carbone supplémentaire que les hommes ont rejeté dans l'atmosphère, ce qui a entraîné une acidification des océans d’environ 30%. La question ayant motivé notre étude était de comprendre si cette modification de la composition de l'eau de mer a déjà eu des effets mesurables sur les récifs de corail; en d'autres termes, l'acidification des océans est-elle déjà en train de nuire à leur croissance?

Pour répondre à cette question, nous avons modifié l'eau de mer baignant un récif de corail naturel pour qu’elle retrouve sa composition de l’époque pré-industrielle. Ayant effectivement inversé le processus d’acidification des océans, nous avons pu mesurer les effets qu’il a eu sur la calcification des récifs coralliens. Bien que des études aient déjà abordé cette question en laboratoire, en utilisant des espèces uniques ou de petits groupes d'organismes, ce fut la première fois que la composition de l’eau de mer d’un récif de corail était modifiée en milieu naturel. Et comme vous pouvez l'imaginer, ceci n’est pas une tâche facile. Il s’agissait en effet de modifier la composition de plus de 200 tonnes d’eau de mer, en tenant compte des facteurs de dilution, de paramètres hydrodynamiques (tels que le débit et la circulation du liquide), ainsi que de nombreux autres facteurs, ce qui posait un problème d’échelle pour les ingénieurs. Il nous a fallu plusieurs années pour trouver le protocol approprié! Nous avons utilisé un réservoir de 15 000 litres pour injecter de l'hydroxyde de sodium à l’eau de mer baignant un récif de corail, réduisant donc son acidité; elle a ainsi retrouvé sa composition de l’époque pré-industrielle. Après avoir laissé cette eau artificielle baigner le récif pendant environ une heure, nous avons testé si une inversion temporaire de l'acidification des océans pouvait favoriser le processus de calcification des récifs coralliens. Cette expérience a par ailleurs été répétée quinze fois en l’espace de plusieurs semaines.

Nous avons pu observer que la croissance des coraux était plus rapide lorsque l’eau de mer retrouvait sa composition antérieure à l’époque industrielle. Ces résultats constituent la première preuve majeure que l’acidification des océans a déjà commencé à ralentir la croissance des récifs de corail. Cette approche, consistant à modifier la composition de l’eau de mer afin de contrer l’acidification des océans, pourrait ainsi représenter une technique de géo-ingénierie pour protéger les récifs de corail contre le réchauffement climatique. Nos résultats laissent à penser qu’à l’échelle locale, elle pourrait induire une augmentation temporaire de la calcification des récifs, et ainsi atténuer les effets de l’acidification des océans à court terme. Cependant, il est techniquement impossible de l’appliquer sur de longues périodes et à l’échelle mondiale: la grande barrière de corail s’étend par exemple sur plus de 2000 km! La seule solution à long terme pour atténuer l’acidification des océans et garantir la pérennité des écosystèmes dépendant des récifs coralliens est donc de diminuer de manière drastique nos émissions de carbone. Nous espérons que nos résultats attireront l’attention sur le fait que l’acidification des océans n’est pas seulement un problème d’avenir, mais que ce processus est déjà en train de porter atteinte à de précieux écosystèmes marins; ceci souligne donc la nécessité d’agir rapidement et de façon responsable afin de préserver l’avenir des récifs de corail.

Traduit par Dr. Margot Riggi, Scientific Editor, TheScienceBreaker