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Changement climatique, blanchissement des coraux et acidification des océans: la Grande Barrière de Corail restera-t-elle formidable?

La Grande Barrière de Corail est le plus grand récif de corail du monde, abritant une communauté d’organismes extrêmement riche en biodiversité. Il fournit une multitude de fonctions et de services écosystémiques, à la fois biotiques et abiotiques, au profit des espèces de l'écosystème marin et de la population humaine qui l'entoure. L'effet du changement climatique sur les récifs coralliens a été largement étudié et de multiples facteurs de stress préjudiciables identifiés. L'étendue extrême des récents événements de blanchissement des coraux, le stress supplémentaire posé par l'acidification des océans et d'autres facteurs anthropiques font qu'il est difficile de voir un avenir radieux pour la GBR. Néanmoins, la découverte de techniques de restauration telles que la microfragmentation et l'impression 3D récifale donne un peu d'espoir à la conservation de la GBR et des services écosystémiques qu'elle fournit.

Faits saillants de l'article

· Une nouvelle technologie de modélisation démontre que le niveau des concentrations atmosphériques de CO2 approche d'un point critique pour la survie de la Grande Barrière de Corail

· L'ampleur du blanchissement récent des coraux sur la Grande Barrière de Corail est considérablement plus grave que les événements de blanchiment du passé

· L'effet synergique du réchauffement des océans et de l'augmentation de l'acidité des océans sur les coraux s'accentue à un rythme alarmant

· La récente découverte de la microfragmentation donne un espoir de restaurer des récifs thermiquement tolérants

· La technologie d'impression 3D ouvre de nouvelles portes à la création de récifs artificiels structurellement complexes et au maintien des services écosystémiques qu'ils fournissent

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2) Acidification des océans (OA)

Les concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone (CO2) n'ont cessé d'augmenter depuis qu'elles ont été enregistrées pour la première fois en 1958. Les enregistrements (au 5 décembre 2019) mesuraient 410,27 ppm (54), les niveaux pré-industriels sont estimés à 280 ppm (33). Toutes les projections de scénarios d'émissions du GIEC suggèrent que les niveaux de CO2 atmosphérique continueront d'augmenter dans un proche avenir (33). S'il n'y a pas de changement global drastique, ils ont le potentiel d'atteindre 936 ppm d'ici 2100 (33). L'océan est un énorme puits de CO2 atmosphérique, il a absorbé environ 30 à 40% de toutes les émissions anthropiques de CO2 depuis la révolution industrielle (33, 55-57).

L'hydratation et l'hydrolyse du CO2 absorbé dans l'océan forment de l'acide carbonique (H2CO3) (58). Il en résulte une concentration plus élevée d'ions hydrogène océaniques (H +), réduisant ainsi les niveaux de pH des océans (7, 58-60). Les ions bicarbonate (HCO3-) et les protons se forment lorsque l'acide carbonique se dissocie (7), les protons réagissent alors avec les ions carbonate (CO32-) pour former plus d'ions bicarbonate (7, 58-60). Cette réaction diminue la concentration des ions carbonates océaniques qui sont essentiels à la croissance des coraux (7, 58-60). Les ions carbonate n'ont pas chuté en dessous de 240 mmol kg-1 dans les régions océaniques abritant des récifs coralliens au cours des 420 000 dernières années. C'est jusqu'à aujourd'hui, où les concentrations sont déjà inférieures à 210 mmol kg-1 dans les principaux habitats des récifs coralliens (7). Les projections indiquent que la concentration continuera de baisser à mesure que le CO2 atmosphérique augmente (7).

Le corail utilise des ions carbonate dans l'océan pour former et déposer la charpente de cristaux d'aragonite (CaCO3) qui deviendront plus tard leur squelette (7, 61). Les mers tropicales peu profondes sont très saturées d'ions carbonate et d'aragonite, ce niveau de saturation élevé est essentiel à la croissance des coraux (58, 60, 61). En raison de l'arthrose, le GBR a déjà commencé à montrer des preuves d'une diminution du taux de calcification et de croissance (63, 64). Albright et coll. (64) ont manipulé la chimie de l'océan dans deux lagunes corallines isolées sur le GBR. Pour représenter des conditions préindustrielles plus alcalines, les niveaux de saturation en ion carbonate et en aragonite dans les lagunes ont été augmentés artificiellement. Suite à la manipulation, les taux de calcification ont augmenté d'environ 6% (64). Cela indique que l'OA a déjà un impact négatif sur les coraux GBR. Au moment de la publication de cette recherche (mars 2016), les concentrations de CO2 étaient de 404,87 ppm (54).

La réponse de la température océanique et de l'acidification à l'augmentation des concentrations atmosphériques de CO2 est sujette à un temps de latence avant que l'effet complet ne soit évident (20). Le temps de latence est estimé à plusieurs décennies, les estimations les plus basses suggèrent une seule décennie (20). Compte tenu de ce délai, les études concernant les effets de l'arthrose sur la croissance des coraux peuvent en réalité représenter les effets de la concentration atmosphérique de CO2 au moins 10 ans auparavant. Il a déjà été rapporté par Veron et coll. (20) que le CO2 atmosphérique de 350 ppm est la concentration maximale à laquelle les récifs coralliens peuvent exister dans un état sain. Compte tenu du délai minimum de dix ans, il se peut donc que nous soyons au-delà du point de non-retour pour assurer la survie d'un GBR sain.

Il a été suggéré que les effets létaux de dissolution de l'OA sur les récifs coralliens ne seront pas observés dans des conditions naturelles (27). Chez certaines espèces, il a été démontré que l'OA extrême provoquait un blanchissement et une mortalité consécutive avant de perturber suffisamment la calcification pour déclencher la dissolution du récif (67). Malheureusement, cela est en partie dû au fait que les concentrations atmosphériques de CO2 nécessaires pour générer un état de dissolution peuvent avoir déjà poussé les températures mondiales au-delà du niveau de survie du corail (27). Des concentrations atmosphériques de CO2 de 560 ppm ont été proposées comme niveau auquel les récifs coralliens entreront dans un état de dissolution (65). La figure 5 démontre qu'une concentration atmosphérique de CO2 de 450 ppm a 34% de chances d'entraîner une augmentation de la température globale d'environ 1,5 ° C (27). Un réchauffement dépassant 1,5 ° C pourrait entraîner la mort de 90% ou plus des récifs coralliens du monde indépendamment de la dissolution (53).

En termes de réponses adaptatives potentielles du corail à l'arthrose, le sujet est largement inconnu (27). Ceci est en partie dû à des difficultés expérimentales pour isoler les effets de l'OA du stress thermique (27). L’OA est un facteur de stress important sur les écosystèmes des récifs coralliens (7) et, compte tenu de l’aire de répartition sud de la GBR, est potentiellement un facteur de stress encore plus important que sur d’autres écosystèmes de récifs coralliens (7, 58, 64, 66).

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Fraser Woodburn, Environy, 15 octobre 2020. Article complet.

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