Browse By

24 millions de tonnes de CO2 par an, la quantité de CO2 absorbée par les mers du nord de l’Europe

Tous les ans, 24 millions de tonnes de CO2 sont absorbées dans les mers du nord de l’Europe

Mer du Nord - Europe

Les échanges gazeux sont constants entre l’atmosphère et l’océan. L’océan absorbe ainsi une partie du CO2 atmosphérique et contribue à réguler le climat à l’échelle mondiale. En mettant au point le « Flux Engine », un outil unique compilant de multiples données physiques et biologiques au service de la communauté scientifique internationale, des scientifiques ont estimé pour la première fois avec précision la quantité de CO2 absorbée par les mers du nord de l’Europe. Le résultat est considérable : 24 millions de tonnes de CO2 par an, soit l’équivalent de ce que produiraient 72 000 Boeing 747 ou deux millions de bus à deux étages.

Publié dans le Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, ce travail est le fruit d’une collaboration entre le Laboratoire d’océanographie physique et spatiale UMR LOPS (CNRS/Ifremer/IRD/UBO1), l’université Heriot-Watt et l’université d’Exeter (Royaume-Uni).2

Le cycle du carbone, un maillon essentiel dans l’évolution du climat

Chaque année, environ un quart du CO2 produit par l’homme est absorbé par l’océan. Les processus en cause sont à la fois physiques (dissolution naturelle des gaz et répartition dans les profondeurs du CO2 absorbé en surface) et biologiques (photosynthèse du phytoplancton). Tout cela permet de réguler en partie le climat à l’échelle de la planète. Cependant, l’augmentation des quantités de CO2 absorbées par l’océan n’est pas sans conséquence sur la vie marine. D’où l’importance de mieux comprendre le cycle du carbone et les flux entre l’océan et l’atmosphère, pour prévoir et anticiper les évolutions du climat.

Flux Engine, un outil innovant

Pendant 4 ans, l’équipe internationale de scientifiques a utilisé des données issues de satellites et des mesures in situ afin de mettre au point un outil baptisé le « Flux Engine ». « Evaluer les flux de CO2 reste compliqué car cela repose sur des observations souvent très indirectes et des relations empiriques », explique Bertrand Chapron, chercheur à l’Ifremer et responsable de l’équipe de recherche Océanographie spatiale et Interface air-mer au sein de l’UMR LOPS. « On utilise des algorithmes qui vont prendre en compte des informations de différents capteurs, mesurant des paramètres aussi variés que la vitesse du vent, la température de surface de l’eau, la salinité ou la couleur de l’eau. Tout cela est difficile à traiter et nécessite une mise en cohérence de l’ensemble des paramètres pour parvenir à des résultats fiables. »

Le Flux Engine regroupe ainsi toutes les données disponibles et nécessaires à l’évaluation des flux de CO2, sur la base d’informations étalonnées et homogénéisées. C’est ce qui a permis de calculer les quantités de CO2 absorbées dans les mers du nord de l’Europe. Le Flux-Engine permet déjà de réaliser des estimations globales, et peut bénéficier régionalement, particulièrement pour les mers du nord de l’Europe, de réseaux de mesures in situ qui permettent de mieux caler et vérifier les paramètres restitués. « Cet outil très performant est désormais accessible en ligne, utilisable par les chercheurs de la communauté scientifique internationale. Ils peuvent y tester leurs propres algorithmes, comparer et mener des recherches plus poussées autour des flux de CO2 », ajoute Bertrand Chapron. « A terme, nous souhaitons fournir des cartes de référence des flux de CO2 de tous les océans à l’échelle mondiale, pour faciliter la compréhension du climat », souligne Bertrand Chapron. En revanche, beaucoup de questions restent encore sans réponse : « quel impact pour les zones arctiques, sur la couverture de glace ? »

Flux-de-gaz-entre-l-atmosphere-et-les-mers-du-nord-de-l-Europe

© University of Exeter Flux de gaz entre l’atmosphère et les mers du nord de l’Europe

Sentinel 3 : un satellite au service du Flux Engine

En complément des images radar des satellites Sentinel 1 (A et maintenant B, avec le lancement réussi du 25 avril 2016) et des images optiques du satellite Sentinel 2, les scientifiques peuvent compter sur une nouvelle génération de satellites, déployée par l’Agence spatiale européenne (ESA) : « le Flux Engine se base essentiellement sur des données satellite, qui couvrent l’ensemble de la planète, avec une résolution maîtrisée, contrairement aux données in situ, très parcellaires en termes de couverture spatiale et temporelle ».

Lancé en février 2016, le satellite Sentinel 3A effectue plusieurs mesures simultanées : hauteur des mers, couleur et température de surface, force du vent ou des courants de grande échelle… autant d’indicateurs utilisés dans l’étude des flux de CO2. « Cela va nous permettre de mieux contraindre nos estimations et d’assurer un suivi global ou local plus précis, sur le long terme », conclut Bertrand Chapron.

Flux Engine1

© ESA/ATG medialab Satellite Sentinel 3

1 Le LOPS appartient également à l’Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM).
2 En collaboration avec le Plymouth Marine Laboratory, le National Center of Oceanography, l’Institut de Recherche Environnementale du North Highland College (Royaume‐Uni), et l’Institut d’Océanographie de l’Académie Polonaise des Sciences.

Absorption de CO2 : comment l’océan régule le climat ?

illustration-oceans-puits-de-carbone

© L’esprit Sorcier

Les océans en absorbant une partie du CO2 présent dans l’atmosphère contribuent à réguler le climat à l’échelle mondiale. En effet, un quart du gaz carbonique issu de la combustion des énergies fossiles est absorbé par les eaux marines de surface puis réparti dans toute la colonne d’eau, entrainé par les courants océaniques.

L’absorption du CO2 par l’océan, un phénomène physique et biologique

L’absorption du CO2 par les océans s’opère grâce à plusieurs processus :

  • Deux processus physique : il y a d’abord la dissolution naturelle des gaz présents dans l’atmosphère (y compris du CO2) dans les océans, à la surface entre l’air et l’eau. Cette dissolution est favorisée à basse température. Ainsi, les zones froides des océans absorbent plus de CO2 que les zones chaudes. Il y a également la répartition dans les profondeurs du CO2 absorbé en surface, grâce aux courants. En effet, la circulation thermohaline contribue à enfouir le CO2 dans les eaux profondes : lorsque les eaux froides et denses plongent vers le fond de l’océan, elles « emportent » avec elles les molécules de CO2 dissoutes en surface et contribuent ainsi à la répartition verticale du CO2 dans les océans.
  • Un processus biologique : la photosynthèse. Les eaux de surface contiennent du phytoplancton, des organismes végétaux microscopiques qui absorbent le CO2 et produisent de l’O2. Certaines espèces de phytoplancton, mais aussi beaucoup d’autres espèces qui consomment du phytoplancton, stockent du carbone dans des squelettes ou kystes, qui se déposent au fond des océans à leur mort : le CO2 s’accumule ainsi dans les sédiments marins sans plus intervenir dans l’effet de serre.

Quand l’océan peine à remplir son rôle de puits de carbone…

Avec le réchauffement climatique, les océans eux aussi se réchauffent, rendant plus difficile la dissolution du CO2 dans les mers. Si moins de CO2 est absorbé par l’océan, ce gaz à effet de serre va stagner dans l’atmosphère, ce qui accentuera d’autant le réchauffement de la planète.

Entre 1990 et 2006, l’absorption du CO2 a temporairement diminué dans l’Atlantique Nord. Cela coïncide avec un ralentissement transitoire du « tapis roulant » océanique, ces courants marins qui remontent des zones tropicales jusqu’aux régions polaires. Le programme Ovide, mené par l’Ifremer, a montré que le ralentissement du tapis roulant réduit la capacité naturelle de l’Atlantique subpolaire à piéger le CO2 atmosphérique dans l’océan.

Projet Ovide : étudier le transport du CO2 dans l’océan

Un des objectifs du projet OVIDE est de contribuer à documenter et comprendre l’origine de cette variabilité dans la circulation des masses d’eau au nord de l’Atlantique Nord, dans le contexte du changement climatique. Ce programme d’observation sur 10 ans des courants et des propriétés des masses d’eau du tourbillon subpolaire de l’Atlantique Nord réalise, tous les 2 ans depuis 2002, une centaine d’échantillons d’hydrographie le long d’une diagonale allant du Portugal au Groenland.

Le but est d’étudier :

  • comment le CO2 et d’autres gaz à effet de serre sont transportés par l’océan et comment cela conditionne à moyen terme la capacité de stockage océanique du CO2
  • la variabilité d’amplitude des courants dans l’Atlantique Nord
  • les caractéristiques des masses d’eaux (température, salinité, oxygène dissous, sels nutritifs, etc.)
  • la diversité des traceurs géochimiques d’origine naturelle et anthropique (polluants notamment) et leurs mouvements.

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Translate »