Chimie, océan et climat

Chimie, océan et climat ?
L’océan joue un rôle important dans la régulation du climat de la planète. Ce rôle se
manifeste au travers d’interactions physiques et chimiques entre l’océan et les
autres compartiments de la géosphère :
- les échanges terre (lithosphère) / eau (hydrosphère) vont par exemple influer sur la
concentration en sels minéraux et donc sur la salinité,
- les échanges air ambiant (atmosphère) / eau (hydrosphère) vont agir sur la concentration en dioxyde de carbone dissous dans l’océan, donc sur l’acidité de l’eau de mer.
Climat, océan et salinité ?
Dans l’océan, les masses d’eau se répartissent
sur la verticale en fonction de leur densité,
les plus légères au-dessus et les plus
lourdes en dessous. La densité de l’eau
étant dépendante de la salinité et de la
température, la répartition est la suivante :
- les eaux froides sont plus denses que les
eaux chaudes, elles tendent donc à
« s’enfoncer »
- les eaux salées sont plus denses que les
eaux moins salées,
- les eaux chaudes et salées se situent à une
profondeur d’équilibre par rapport aux eaux
environnantes.
Ainsi, on observe dans les océans la formation
de courants qui mettent en mouvement les
masses d’eau et qui permettent des
échanges de chaleur entre les différentes
régions de la planète. C’est ce qu’on appelle
la circulation thermo-haline, comparable à un
gigantesque tapis roulant.
Cependant les différences de températures
et de salinité ne sont pas les seuls phénomènes
à l’origine des courants marins.
La force de Coriolis (due à la rotation de la
Terre), le vent, ainsi que les échanges océan /
lithosphère et océan / atmosphère influent
aussi sur les masses d’eau.
Comme l’eau se réchauffe et refroidit plus
lentement que l’air, l’océan joue un rôle très
important de réservoir de chaleur et de froid,
ce qui explique son influence sur le climat.
L’
Le savais-tu ?
L'érosion chimique des roches libère
chaque année quelque 3,6 milliards de
tonnes de sel qui se déversent dans les eaux
littorales. Au total, 48 millions de milliards
de tonnes sont stockées
dans les océans.
Le tapis roulant de la circulation océanique © Brecker W.S./Denton G.H.
Mais c’est quoi
la densité ?
La densité d’une substance liquide est le
rapport entre la masse volumique de cette
substance et celle d’une même quantité
d’eau pure à la même température.
De façon générale, pour mieux comprendre
la notion de densité, il existe une expérience
très simple : en versant du sirop et de
l’eau dans un verre, on observera que
le sirop reste au fond du verre car
il est plus dense que l’eau !
vous révèle les océans
Climat, océan et acidité ?
Depuis l’ère industrielle, l’Homme n’a cessé de rejeter de grandes quantités de carbone dans
l’atmosphère. Or, environ un tiers du dioxyde de carbone (CO2) émis est « enfoui » dans le puits
que représente l’océan.
En effet, le CO2 gazeux de l'atmosphère se dissout dans les eaux de l'océan de surface. Cette
dissolution et la vitesse de transfert du CO2 vers l'océan dépendent d'un certain nombre de
facteurs : différence de pression partielle de CO2 entre l'air et la mer, solubilité du CO2 dans
l'eau (qui dépend principalement de la température), vitesse du vent, état de la mer...
Une fois sous forme dissoute, les molécules de CO2 vont se combiner à des molécules d'eau,
et des ions carbonates, pour donner principalement des ions bicarbonates (HCO3-). Cette forme
(HCO3-) représente la forme majoritaire (>90%) du carbone dans l'océan. Ainsi, l’océan est
comparable à deux grandes pompes à CO2 :
- la pompe physique, principalement présente dans les zones polaires et environnantes (le refroidissement, augmentant la capacité de l’eau à dissoudre le CO2),
- la pompe biologique assurée par le phytoplancton qui transforme le CO2 en matière organique
grâce à la photosynthèse ou encore par des algues microscopiques qui incorporent le carbone
dans leur coquille, conduisant ainsi à la fabrication de carbonate de calcium (CaCO3).
Qu’est-ce que le GIEC ?
À la demande du G7 (groupe des 7 pays les
plus riches : USA, Japon, Allemagne, France,
Grande Bretagne, Canada, Italie), le GIEC
(Groupe d'Experts Intergouvernemental sur
l'Evolution du Climat) a été créé en 1988 par
l'Organisation Météorologique Mondiale et par
le Programme pour l'Environnement des
Nations Unies.
Le rôle de cette organisation est "d'expertiser
l'information scientifique, technique et
socio-économique qui concerne le risque de
changement
climatique
provoqué
par
l'homme".
Le GIEC n’est pas un laboratoire de recherche,
mais un organisme dont la mission est
d’évaluer les informations scientifiques,
techniques et socio-économiques nécessaires
à la suivie de l’évolution du climat. Il a aussi
pour rôle de démontrer la réalité du changement
climatique et de mieux comprendre les
fondements scientifiques des risques qui y sont
liés ainsi que les conséquence possibles. Le
GIEC cherche également à mieux cerner la
part du changement climatique qui serait due à
l’Homme et propose des stratégies d’adaptation
et d’atténuation. Son travail se base surtout sur
une synthèse des travaux de recherche menés
dans les laboratoires du monde entier.
Le savais-tu ?
Le CO2 est un acide faible. Une fois
dans l'eau de mer, il se combine avec des
molécules d'eau et entraîne la production
d'ions H+ qui "acidifie" le milieu.
On parle « d’acidification des océans »
car le pH de l'océan de surface
pourrait passer de 8.2 à 7.7
à la fin du siècle.
Pour aller plus loin,
visitez l’exposition
En savoir plus : www.ifremer.fr