Au 21e siècle, les océans de la Terre se réchauffent et s’acidifient. Ce changement se produit lentement à long terme, mais il peut également provoquer des pics locaux à court terme.

Ces événements sont comme les vagues de chaleur et/ou les mauvaises journées de qualité de l’air que nous connaissons ici sur terre, ils se produisent simplement sous l’eau. Et, s’ils sont assez mauvais, ils peuvent dévaster les écosystèmes marins.

Samuel Mogen, doctorant à l’INSTAAR, Nicole Lovenduski, directrice de l’INSTAAR, et ses collaborateurs s’attaquent à ces extrêmes océaniques dans un nouvel article publié dans Nature Geoscience. Les chercheurs décrivent une méthode pour prévoir à la fois les vagues de chaleur marines et l’acidité aiguë des océans. Le nouveau modèle est capable de prévoir ces événements jusqu’à un an à l’avance, avec des degrés de certitude variables en fonction de l’emplacement.

Bien que Mogen et ses collaborateurs ne soient pas les premiers à développer un modèle prédictif des vagues de chaleur marines, ils sont les premiers à prévoir l’acidification des océans. Dans le passé, cette recherche a été entravée par un manque de données – l’acidité est beaucoup plus difficile à mesurer que la température. Alors que les satellites peuvent mesurer avec précision la température de surface de la mer d’en haut, les niveaux d’acidité ne peuvent être mesurés qu’en collectant des échantillons d’eau physiques.

Cependant, ces dernières années, les scientifiques ont travaillé d’arrache-pied pour intégrer les mesures des croisières de recherche dans de grands modèles du système terrestre comme celui utilisé par Mogen. Une grande partie de ces recherches a été fournie par les collaborateurs de Mogen au National Center for Atmospheric Research à Boulder.

« Nous arrivons au point où nous pouvons les utiliser pour essayer de comprendre l’évolution du carbone dans l’océan à court terme », a déclaré Mogen.

Le carbone est essentiel pour comprendre l’acidité des océans, en particulier au 21e siècle. À mesure que les émissions mondiales augmentent, de plus en plus de dioxyde de carbone s’infiltre dans l’eau de mer à partir de l’atmosphère, ce qui la rend plus acide. Le modèle de Mogen prédit, pour la première fois, l’impact des modèles climatiques à grande échelle sur cet effet.

Dans un exemple, les chercheurs ont constaté que l’événement de réchauffement récurrent dans le centre et l’est de l’océan Pacifique tropical, appelé El Niño, semble entraîner une acidité généralisée des océans. Cet effet est particulièrement prononcé dans l’est du Pacifique, au large des côtes des Amériques.

Mogen et ses collaborateurs ont utilisé un minéral appelé aragonite comme indicateur de l’acidification des océans. À mesure que l’acidité augmente, les concentrations d’aragonite diminuent. Et ce changement a un effet direct sur les organismes marins. Les mollusques, comme les palourdes et les escargots, et les coraux dépendent de l’aragonite pour former des coquilles et des exosquelettes. Sans lui, ils sont laissés sans protection.

« Cela peut avoir un impact sur la façon dont vous faites pousser une coquille, sur la rapidité avec laquelle votre coquille se dissout et simplement sur votre survie globale », a expliqué Mogen.

Ce n’est qu’une des innombrables façons dont l’acidité des océans affecte la vie marine. Beaucoup sont encore en cours de découverte.

Alors que les épisodes d’acidification aiguë des océans s’aggravent, M. Mogen espère que ses recherches ouvriront la voie à de meilleures prévisions et à une gestion plus durable des écosystèmes marins.

« Si vous pouvez prédire ces événements à l’avance, vous pourriez être en mesure d’informer un gestionnaire d’une pêcherie régionale et il peut modifier ses pratiques », a expliqué Mogen. « Peut-être que vous changez la façon dont vous récoltez le poisson pour permettre à l’écosystème de traverser un événement extrême. »

L’article de Mogen vient tout juste de sortir des presses (virtuelles), mais les chercheurs ont en fait mis la touche finale à leur modèle il y a un an. En novembre 2023, ils ont produit des prévisions pour l’année à venir qui prévoyaient des vagues de chaleur marines généralisées et l’acidité des océans.

Mogen dit qu’à première vue, les prévisions de vague de chaleur semblent s’être réalisées. Mais il faudra un peu plus de temps pour traiter les données entrantes sur l’acidité. Au fur et à mesure que de nouvelles informations affluent, les chercheurs replongeront dans le vif du sujet et valideront davantage le modèle. En fin de compte, ils espèrent donner aux décideurs les meilleurs outils possibles pour prédire les extrêmes océaniques et atténuer leurs impacts.