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L’acidification des océans : une bombe à retardement // Ocean acidification : a ticking time bomb

Alors que l’UNOC-3 se déroule à Nice (France), nous apprenons que les profondeurs océaniques ont franchi une limite cruciale qui menace leur capacité à fournir aux eaux de surface leur nourriture et leur oxygène.
Près des deux tiers des eaux océaniques situées à moins de 200 mètres de profondeur, ainsi que près de la moitié de celles situées au-dessus, ont dépassé les niveaux d’acidité qui assuraient leur sécurité. Telles sont les conclusions d’une nouvelle étude publiée par le Plymouth Marine Laboratory (PML) dans la revue Global Change Biology. Il convient de noter que cette étude a été financée en partie par la National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA), agence fédérale américaine ciblée par d’importantes réductions budgétaires de la part de l’Administration Trump, en grande partie en raison de son rôle dans l’étude du réchauffement climatique.
Selon le PML, la baisse du pH des océans est « une bombe à retardement pour les écosystèmes marins et les économies côtières ». Certains des changements les plus importants dans les eaux profondes se produisent au large des côtes de l’ouest de l’Amérique du Nord, là où sont installées de vastes pêcheries de crabe et de saumon.

Le cœur du problème est celui contre lequel les scientifiques mettent en garde depuis longtemps : la combustion continue de combustibles fossiles à l’échelle mondiale. Cette combustion libère du dioxyde de carbone qui, une fois dissous dans l’eau, rend les mers et les océans plus acides. En conséquence, les eaux océaniques deviennent moins accueillantes pour des espèces telles que les coraux et les palourdes qui constituent le fondement de l’écosystème océanique. On peut lire dans l’étude : « Au vu de l’évolution de ces eaux profondes, les conséquences de l’acidification des océans pourraient être bien pires que prévu.»
Il y a cinq ans, les océans ont probablement déjà franchi un seuil critique quand le niveau de carbonate de calcium, essentiel au développement des coquilles des animaux, est tombé à plus de 20 % en dessous des niveaux préindustriels. Si cela se confirme, ce changement signifie que la Terre a franchi sept des neuf limites nécessaires au maintien de son écosystème, comme l’a constaté en 2024 l’Institut de recherche sur l’impact climatique de Potsdam. Ce changement signifie également que nous assistons à la perte d’habitats essentiels dont dépendent d’innombrables espèces marines.
On peut également lire dans l’étude : « Que ce soit avec les récifs coralliens qui favorisent le tourisme ou les industries conchylicoles qui permettent aux communautés côtières de subsister, nous mettons en jeu la biodiversité et des milliards de dollars de valeur économique chaque jour où nous tardons à agir.»
Les autres conséquences sont encore plus graves. L’augmentation de l’acidité des océans s’explique par le fait que leurs eaux ont absorbé environ un tiers du dioxyde de carbone généré par la combustion en surface du charbon, du pétrole et du gaz. Or, plus ces eaux absorbent de dioxyde de carbone, plus leur capacité à absorber davantage de réchauffement en surface diminue. Encore plus grave, selon la NASA, les mers et les océans ont également absorbé 90 % du réchauffement climatique émis à la surface de la Terre.
En plus d’absorber la chaleur et le dioxyde de carbone, l’océan fournit également 50 % de l’oxygène de la Terre, qui provient de ces écosystèmes marins menacés par le réchauffement et l’acidification. La perte d’écosystèmes et la combustion de combustibles fossiles signifient que le niveau d’oxygène sous la surface diminue, et avec lui, plus lentement, l’oxygène au-dessus de la surface.
Source : The Hill, via Yahoo News.

Le blanchissement des coraux est l’une des principales conséquences de l’acidification des océans (Crédit photo: NOAA)

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While UNOC-3 is taking place in Nice (France), we leran that the deep oceans have crossed a crucial boundary that threatens their ability to provide the surface with food and oxygen.

Nearly two-thirds of the ocean below 200 meters, as well as nearly half of that above, have breached “safe” levels of acidity. These are t he findings of a new study published by the British Plymouth Marine Laboratory (PML) in the journal Global Change Biology. It should be noted that the research was funded in part by the National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA), a federal agency that has been targeted for steep cuts by the Trump Administration, in large part because of its role in investigating global warming.

According to the PML, the fall in ocean pH is “a ticking time bomb for marine ecosystems and coastal economies. ” Some of the biggest changes in deep water are happening off the coast of western North America, home to extensive crab and salmon fisheries.

The core problem is one scientists have warned about for a long time: the continued global burning of fossil fuels, which releases carbon dioxide, an acid when dissolved in water, which is making the seas and oceans more acidic. As a consequence, ocean waters are getting less hospitable to species such as corals and clams that form the foundation of the ocean’s ecosystem. One can read in the study : « Since these deeper waters are changing so much, the impacts of ocean acidification could be far worse than we thought. »

As of five years ago, the oceans may have crossed a critical threshold in which oceanic levels of calcium carbonate, the main ingredient in limestones, and also the shells of those animals, fell to more than 20 percent below pre-industrial levels. If true, that shift would mean the Earth has passed seven out of nine of the critical “planetary boundaries” needed to maintain its ecosystem, as the Potsdam Institute for Climate Impact Research found last year. That shift also means we are witnessing the loss of critical habitats that countless marine species depend on.

One can also read in the study : “From the coral reefs that support tourism to the shellfish industries that sustain coastal communities, we’re gambling with both biodiversity and billions in economic value every day that action is delayed.”

The further implications are even more serious. The reasons for the ocean’s rise in acid, or fall in base, is that its waters have absorbed about one-third of all the carbon dioxide released by surface burning of coal, oil and gas. But the more carbon dioxide it absorbs, the lower its ability to absorb more warming on the surface. Making that dynamic even more dramatic, seas and oceans have also absorbed 90 percent of the global heating that the Earth’s surface would have otherwise experienced, according to NASA.

In addition to absorbing heat and carbon dioxide, the ocean also provides 50 percent of the Earth’s oxygen, which comes from the very marine ecosystems that warming and acidification are threatening. Ecosystem loss and fossil fuel burning mean that levels of oxygen below the surface are decreasing, as, more slowly, is oxygen above the surface.

Source : The Hill, via Yahoo News.

La mort des coraux (suite) // The death of corals (continued)

On le sait depuis plusieurs années : les récifs coralliens sont directement menacés par le réchauffement climatique. La température de l’eau de surface des océans a augmenté en moyenne de 0,5 °C depuis 1860 jusqu’à aujourd’hui. Les prévisions du GIEC annoncent une augmentation de la température moyenne de l’air de 1,5 °C d’ici 2100. Or, on sait que ces prévisions sont souvent en retard par rapport à la réalité sur le terrain.

Les récifs coralliens sont très sensibles aux changements de températures du fait de leur faible capacité d’adaptation. Une augmentation de un à deux degrés Celsius des eaux de surface au-delà des maxima habituels sur une durée de deux semaines est suffisant pour provoquer un blanchissement massif, affectant la croissance, l’alimentation et d’autres processus écologiques des récifs.

La limite entre les eaux de surface chauffée par le soleil et les eaux froides des profondeurs est modifiée, ce qui va avoir un impact sur le corail. Normalement, elle est à 40-50 mètres de profondeur. Des plongeurs ont observé que dans les eaux de l’archipel des Chagos, au sud de l’Inde, la limite est passée à 100-120 mètres ce qui fait que les coraux se sont retrouvés dans des eaux avec des températures quasiment de surface. Une différence de température d’un seul degré peut les condamner. La plupart sont déjà à la limite haute de température. Les scientifiques estiment que si on arrive à l’objectif de +1,5°C de hausse des températures, on aura une disparition d’entre 70 et 90 % des coraux.

Parallèlement à la hausse des températures, les coraux sont affectés par la baisse du pH de l’eau des océans. Cette baisse est causée par l’absorption de dioxyde de carbone (CO2) présent dans l’atmosphère. L’augmentation du CO2 atmosphérique entraîne l’augmentation des concentrations en dioxyde de carbone dissout dans l’eau des océans. La résultante est l’acidification de ces eaux.Elle réduit la faculté des coraux à fabriquer leurs squelettes calcaires, ce qui les rend donc beaucoup plus vulnérables à l’érosion.

En quarante ans, 40 % des récifs ont déjà disparu et les scientifiques s’accordent à dire que si rien n’est fait d’ici 2050, la totalité aura disparu. Cette mort annoncée concerne l’ensemble des récifs coralliens de la planète. Un fidèle visiteur de mon blog m’a fait part d’un « carnage » sur les coraux, de Martinique et de Guadeloupe. Dans ces régions, « le fond de la mer ressemble aux montagnes d’hiver, avec du blanc, encore du blanc, toujours du blanc. » D’après les décomptes officiels, 90% des colonies seraient décimées dans ces deux départements d’outre-mer.
Selon un plongeur, « la cause principale, c’est l’eau qui est à 30° ou plus depuis plus de 2 mois en continu. Les coraux tolèrent quelques jours d’échauffement, mais pas une période de stress aussi longue … » Il ajoute que « d’ici quelques semaines, tous les cadavres vont se couvrir d’algues et le vert/brun va devenir la tonalité dominante dans nos eaux … »

Source : presse française et source personnelle.

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We have known it for several years: coral reefs are directly threatened by global warming. Ocean surface temperatures have increased by an average of 0.5°C since 1860. IPCC forecasts predict an increase in average air temperature of 1.5°C by 2100. However, we know that these predictions often lag behind the reality on the firld.
Coral reefs are very sensitive to temperature changes due to their low capacity for adaptation. An increase of one to two degrees Celsius in surface waters beyond typical maxima over a two-week period is enough to cause mass bleaching, affecting reef growth, feeding and other ecological processes.
The boundary between the surface waters heated by the sun and the cold waters of the depths is modified, which will have an impact on the coral. Normally, this boundaey is 40-50 meters deep. Divers observed that in the waters of the Chagos Archipelago, in southern India, the limit increased to 100-120 meters, which meant that corals found themselves in waters with almost surface temperatures. A temperature difference of just one degree can kill them. Most are already at the upper temperature limit. Scientists estimate that if we achieve the objective of +1.5°C increase in temperatures, we will see between 70 and 90% of corals disappear.

Along with rising temperatures, corals are affected by the decreasing pH of ocean water. This drop is caused by the absorption of carbon dioxide (CO2) present in the atmosphere. Increased atmospheric CO2 leads to increased concentrations of dissolved carbon dioxide in ocean water. The result is the acidification of these waters. It reduces the ability of corals to produce their limestone skeletons, which therefore makes them much more vulnerable to erosion.

In forty years, 40% of reefs have already disappeared and scientists agree that if nothing is done by 2050, all of them will have disappeared. This predicted death concerns all of the planet’s coral reefs. A loyal visitor to my blog informed me of a “carnage” on the corals of Martinique and Guadeloupe. In these regions, “the bottom of the sea resembles the winter mountains, with a white environment.» According to official counts, 90% of the colonies are decimated in these two overseas departments.
According to a diver, “the main cause is water that has been at 30° or more for more than 2 months continuously. The corals tolerate a few days of warming, but not such a long period of stress… » He adds that « within a few weeks, all the dead corals will be covered in algae and green/brown will become the dominant tone in our waters… »
Source: French news media and personal source.

Coraux sur l’île de la Réunion (Photo: C. Grandpey)

Accélération de l’acidification de l’Océan Arctique // The acidification of the Arctic Ocean is accelerating

On savait que l’Océan Arctique s’était réchauffé près de quatre fois plus vite que la moyenne mondiale au cours des quarante-trois dernières années, phénomène connu sous le nom d’«amplification polaire». On apprend aujourd’hui que l’acidification des eaux arctiques est trois à quatre fois plus rapide que dans les autres océans et ce processus inquiète la communauté scientifique.

La cause de cette acidification accélérée est la fonte de la glace de mer, liée au réchauffement climatique. Avec la diminution de la surface de la glace de mer, l’eau de l’océan est exposée directement à l’atmosphère. Cela favorise son absorption rapide du dioxyde de carbone rejeté par les activités humaines. Cela a pour effet de diminuer l’alcalinité des océans et son pouvoir tampon. Or par réaction chimique, le CO2 se transforme en acide carbonique, ce qui entraîne une forte baisse du pH des eaux, et donc l’acidification de ces dernières.

Une étude parue fin septembre dans le magazine Science et réalisée par une équipe de chercheurs chinois et américains démontre que l’Océan Arctique connaît une acidification bien plus rapide que les bassins atlantique, pacifique, indien, antarctique et subantarctique.

Selon l’étude, cette acidification de l’Arctique présente déjà des «implications énormes» pour la vie marine, en particulier pour les récifs coralliens. Ce qui préoccupe les chercheurs, c’est que la poursuite de la fonte de la glace de mer à cause de l’utilisation de combustibles fossiles, devrait encore intensifier le phénomène au cours des prochaines décennies.

Source: médias d’information internationaux.

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The Arctic Ocean was known to have warmed almost four times faster than the global average over the past forty-three years, a phenomenon known as “polar amplification”. We now learn that the acidification of Arctic waters is three to four times faster than in other oceans and this process worries the scientific community.
The cause of this accelerated acidification is the melting of sea ice, linked to global warming. As the extent of sea ice surface decreases, ocean water is exposed directly to the atmosphere. This promotes the rapid absorption of carbon dioxide released by human activities. This has the effect of reducing the alkalinity of the oceans and its buffering capacity. However, by chemical reaction, CO2 is transformed into carbonic acid, which causes a sharp drop in the pH of the water, and therefore the acidification of the ocean.
A study published at the end of September in the journal Science and carried out by a team of Chinese and American researchers shows that the Arctic Ocean is experiencing much faster acidification than the Atlantic, Pacific, Indian, Antarctic and Sub-Antarctic basins.
According to the study, this acidification of the Arctic already has « enormous implications » for marine life, particularly for coral reefs. What worries researchers is that the continued melting of sea ice due to the use of fossil fuels, is expected to further intensify the phenomenon in the coming decades.
Source: international news media.

Sale temps pour la glace de mer (Photo: C. Grandpey)

Halema’uma’u (Hawaii): Résultats de l’analyse de l’eau // Results of water analysis

Comme prévu, le HVO a récemment échantillonné l’eau du lac qui est apparu au fond du cratère de l’Halema’uma’u, au sommet de Kilauea. Le niveau de cette eau a augmenté d’environ 90 centimètres par semaine depuis sa première apparition le 25 juillet 2019. Jusqu’à présent, le HVO ne pouvait qu’évaluer à distance la taille du lac, observer sa couleur et estimer sa température. En voyant la lac s’agrandir, le HVO a décidé d’élaborer une stratégie pour échantillonner son eau. En effet, la chimie du lac est une bonne indication de la provenance de l’eau, de son influence possible sur le dégazage et donc des risques potentiels au sommet du Kilauea.
Il a été décidé qu’un drone serait la meilleure solution pour l’échantillonnage. Le 26 octobre, un engin a prélevé avec succès 0,73 litre d’eau du lac. L’échantillon a ensuite été envoyé à des laboratoires sur le continent pour des analyses exhaustives.
Les résultats obtenus jusqu’à maintenant indiquent que l’eau est acide, avec un pH de 4,2 (le pH neutre est de 7). Il est intéressant de noter que la plupart des lacs de cratères ont un pH inférieur à 3,5 (plus acide) ou supérieur à 5 (moins acide), ce qui place le lac de l’Halema’uma’u dans la moyenne.
Une modélisation mathématique effectuée avant l’apparition du lac indiquait que l’eau de la nappe phréatique était susceptible de pénétrer dans le cratère de l’Halema’uma’u une fois que l’environnement se serait suffisamment refroidi, après la disparition du lac de lave qui avait séjourné dans le cratère entre 2008 et 2018. Il n’est donc pas surprenant de voir de l’eau appraître dans le cratère.
Cependant, il est important de noter que l’Halema’uma’u est l’endroit où les émissions sommitales de dioxyde de soufre (SO2) sont les plus importantes, et que le SO2 se dissout facilement dans l’eau.
Lorsque l’eau souterraine s’écoule en direction du cratère en cours de refroidissement, elle dissout le SO2 provenant du magma situé en dessous. Cela conduit à des concentrations élevées d’ions sulfate dans le lac (53 000 milligrammes par litre) et à un pH plus acide.
A côté de cela, cette eau acide réagit chimiquement avec le basalte du Kilauea, ce qui diminue son acidité et augmente donc son pH. On observe aussi des concentrations élevées de magnésium dans l’eau. Les rapports magnésium / sodium et sodium / potassium dans l’eau du lac sont semblables à ceux du basalte du Kilauea, confirmation des réactions chimiques entre l’eau et la roche.
Les concentrations de calcium ne sont pas très élevées dans l’échantillon d’eau prélevé. Cela s’explique par le fait que le calcium se combine avec des ions sulfate pour former des minéraux solides qui précipitent dans l’eau. Le fer est également susceptible de former divers minéraux, ce qui explique les teintes jaunâtres du lac.
Les réactions complexes entre les gaz et les roches environnantes expliquent pourquoi l’eau du lac dans l’Halema’uma’u est chimiquement différente de la nappe phréatique au fond d’un puits de recherche situé au sud de Halema’uma’u et aussi de l’eau de pluie. Les tests effectués sur l’oxygène et l’hydrogène qui forment les molécules d’eau révèlent que l’eau du lac était à l’origine une eau de pluie qui a percolé dans le sous-sol où sa chimie a évolué.
Le niveau du lac au fond de l’Halema’uma’u continue à s’élever. Le pH actuel reflète un équilibre entre les eaux souterraines qui y pénètrent et le niveau des émissions de SO2 en provenance du sous-sol. Si le niveau du lac se stabilise ou si la quantité de SO2 change, le pH est susceptible de se modifier. Sur le Pinatubo aux Philippines, après l’éruption de 1991, un lac de cratère s’est formé avec un pH presque neutre, mais l’eau est devenue plus acide quand le dégazage de SO2 s’est intensifié, avec l’apparition d’une activité volcanique ultérieure.
Les analyses chimiques confirment que le lac au fond du cratère de l’Halema’uma’u dissout le SO2 d’origine magmatique. Cela signifie que les niveaux d’émission de SO2 mesurés par le HVO (environ 30 tonnes par jour) sous-estiment le SO2 émis globalement par le Kilauea. Sans le lac, les émissions de SO2 au sommet du volcan seraient probablement plus élevées. Cette découverte est importante car un niveau d’émission de SO2 en hausse peut indiquer la présence de magma à faible profondeur.  .
Source: HVO.

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As expected, HVO recently sampled the Halema‘uma‘u water lake at the bottom of Kilauea’s summit crater. The water has risen about 90 centimetres per week since first spotted on July 25th, 2019. Initially, HVO was limited to remote observations of lake size, colour, and surface temperature. As the lake grew, HVO began formulating a plan to sample the water. Indeed, the lake’s chemistry could reveal where the water was coming from and what it might mean for degassing and potential hazards at Kilauea’s summit.

It was decided that a UAS was the best option for sampling. On October 26th, a drone successfully collected about 0.73 litres of water from the lake. The sample was then shipped to mainland USGS laboratories for sophisticated analyses.

Results thus far indicate an acidic lake, with a pH of 4.2 (neutral is pH 7). Interestingly, most volcanic crater lakes have a pH of less than 3.5 (more acidic) or higher than 5 (less acidic), which places the Halema’uma’u lake in the midddle range.

Mathematical modelling performed prior to the lake’s appearance predicted that groundwater could flow into Halema‘uma‘u once the area had cooled enough after the 2008-18 lava lake drained away. So, it was not entirely a surprise when water began to pond in the crater.

But, it’s important to note that Halema‘uma‘u is where most summit sulfur dioxide (SO2) degassing takes place, and that SO2 dissolves readily in water.

As water flows underground toward the now-cooling crater, it dissolves SO2 rising from magma below. This leads to high concentrations of sulfate ions in the lake (53,000 milligrams per liter) and a tendency towards a more acidic pH.

However, that acidic water reacts chemically with Kilauea’s basaltic rock, which makes the lake less acidic (raises the pH) and results in high concentrations of magnesium in the water. The ratios of magnesium to sodium and of sodium to potassium in the lake water are similar to those ratios in Kilauea’s basalt, which is further evidence of chemical reactions between the water and rocks.

Calcium concentrations are not very high in the water sample; calcium is instead combining with sulfate ions to form solid minerals that precipitate from the water. Iron is also likely forming various minerals, contributing to the lake’s yellowish colours.

Complex gas/rock reactions result in Kilauea’s lake water being chemically different from groundwater in a research well south of Halema‘uma‘u and from rainwater. Testing of oxygen and hydrogen that form the water molecules indicate that the lake water was originally rain that percolated into the subsurface where it became groundwater and the chemistry changed.

The Halema’uma’u lake is still rising. The current pH reflects the balance between incoming groundwater and the degree of SO2 degassing from below. If the lake level stabilizes, or the amount of SO2 changes, the pH may also change. At Mount Pinatubo (Philippines), after the 1991 eruption, a crater lake formed with a nearly-neutral pH but became more acidic with increased SO2 degassing and later volcanic activity.

Chemical analyses confirm that the Halema’uma’u crater lake dissolves magmatic SO2. This implies that HVO’s measured SO2 emission rates (about 30 tonnes per day) underestimate the total outgassed SO2 at Kilauea. Without the lake, SO2 emissions from the summit would likely be higher. This finding is important given that an increasing SO2 emission rate can indicate shallowing magma.

Source : HVO.

Le lac acide au fond du cratère de l’Halema’uma’u (Crédit photo: HVO)