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Le réchauffement des océans et pourquoi s’en soucier

CarolAnne Black
Lisibilité
7.69

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Les océans absorbent la plus grande partie de la radiation solaire sur Terre. Leur réchauffement peut causer leur acidification et la fonte des glaciers.

Les océans et l’atmosphère travaillent ensemble pour former le climat de la Terre. Mais le climat de la Terre est en train de changer. Ce phénomène est en partie dû au réchauffement planétaire. Le réchauffement planétaire affecte tout sur la Terre, y compris les océans. L’augmentation de la température des océans à cause des problèmes à travers la planète. Examinons en quoi l’océan est lié à la température mondiale. Ensuite, voyons pourquoi il faut s’inquiéter de la hausse des températures océaniques.

Comment l’océan contribue-t-il à la stabilité de la température terrestre?

L’énergie issue du Soleil est appelée radiation solaire. La Terre absorbe la radiation solaire qu’elle convertit en énergie thermique, ou chaleur. À mesure que la radiation solaire traverse l’atmosphère terrestre, une partie de l’énergie est réfléchie. Le reste est absorbé

Environ la moitié de la radiation solaire qui pénètre l’atmosphère de la Terre est absorbée par la surface terrestre. Cette surface inclut le sol et les océans. L’autre moitié est dispersée, réfléchie ou absorbée ailleurs. Par exemple, elle peut être absorbée par l’atmosphère terrestre ou par les nuages qui s’y trouvent.

Les océans absorbent la majeure partie de la radiation solaire qui parvient à la surface terrestre. La raison en est que les océans recouvrent 70% de la surface de la Terre! Non seulement l’océan fait un bon travail d’absorption de la radiation solaire, mais il peut le faire tout en restant froid. La modification de la température de l’eau requiert beaucoup plus d’énergie que celle de l’air. Cette particularité est due à la capacité thermique.

La capacité thermique est la quantité d’énergie thermique nécessaire pour élever de 1 degré Celsius (°C) la température de 1 gramme (g) d’une substance. La capacité thermique de l’eau est de 4,186 joules/g・°C. Elle est environ quatre fois plus élevée que celle de l’air. L’eau de l’océan peut donc absorber quatre fois plus de radiation solaire que l’air avant que sa température augmente de 1 degré.

Le savais-tu? 

Pour que la température de la Terre demeure constante, la quantité d’énergie solaire qui sort de l’atmosphère doit être égale à celle qui y pénètre. C’est ce qu’on appelle le bilan énergétique de la Terre.

Quel est l’impact du changement climatique sur les températures océaniques?

La température moyenne mondiale est en hausse en raison du changement climatique. Ce phénomène découle en partie de l’augmentation de l’effet de serre résultant des émissions de gaz à effet de serre. À cause de cette augmentation, une plus grande quantité de radiation solaire est emprisonnée dans l’atmosphère terrestre. Sans les océans, l’atmosphère serait beaucoup plus chaude. Mais avec la hausse de la température mondiale, il devient plus difficile pour les océans de contribuer à maintenir la température froide de l’atmosphère. 

Bilan énergétique de la Terre qui inclut la radiation thermique réfléchie et émise par la surface terrestre, les nuages et l’atmosphère
Bilan énergétique de la Terre qui inclut la radiation thermique réfléchie et émise par la surface terrestre, les nuages et l’atmosphère (© 2019 Parlons sciences). 

Depuis 1955, les océans ont absorbé environ 90% de la chaleur excédentaire accumulée dans l’atmosphère. La US National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) (Administration nationale des océans et de l’atmosphère des États-Unis) déclare que la température moyenne de la surface des océans s’est accrue de 0,07°C par décennie au cours des 100 dernières années. Mais elle augmente deux fois plus rapidement depuis 1985.

Quelles sont les conséquences de la hausse des températures océaniques?

Avec l’augmentation des températures océaniques, la fonte des glaciers qui forment les calottes polaires s’est accélérée. Les scientifiques estiment que ces glaces ont fondu plus rapidement au cours des 20 dernières années que pendant les 10 000 années précédentes. 

En raison de cette fonte rapide, le niveau de la mer s’élève à mesure que l’eau de fonte s’écoule dans l’océan. La hausse du niveau de la mer nuit aux écosystèmes côtiers. Voici quelques exemples de problèmes:

  • érosion
  • inondations
  • perte d’habitats
  • contamination de l’eau de mer par l’eau douce 

Le problème touche aussi les humains, car les villes côtières ne seront pas épargnées par l’élévation du niveau de la mer! 

Depuis 1992, le niveau de la mer a augmenté d’environ 11 millimètres (mm) en moyenne dans le monde. Cependant, si la vitesse de la fonte continue d’augmenter, il s’élèvera beaucoup plus rapidement!

Le savais-tu? 

L’imagerie satellite permet de suivre le recul des glaciers dans des endroits comme l’Antarctique et le Groenland.

La hausse des températures océaniques provoque aussi l’acidification des océans. À mesure que la quantité de dioxyde de carbone augmente dans l’atmosphère, une réaction chimique se produit entre le dioxyde de carbone (CO2) et l’eau des océans (H2O). Cette réaction chimique génère de l’acide carbonique (H2CO3).

réaction chimique se produit entre le dioxyde de carbone (CO2) et l’eau des océans
Réaction chimique entre le dioxyde de carbone (CO2) et l’eau des océans (© 2019 Parlons sciences).

Sur l’échelle de pH de 14 unités, le pH des océans s’est situé aux environs d’une valeur légèrement basique de 8,2 au cours des derniers 300 millions d’années. Mais vers la fin du 18e siècle s’est amorcée la révolution industrielle. Depuis lors, le pH des océans a chuté à 8,1. Une baisse du pH de 0,1 peut sembler faible. Mais elle correspond à une hausse de 25% du taux d’acidité des océans depuis 200 ans.

L’acidification des océans d’origine anthropique (2018) explication par Pêches et Océans Canada (3 min 26 s).

L’acidification peut avoir un impact sur de nombreux types d’organismes marins. Par exemple, l’acide carbonique peut nuire à la croissance de la coquille d’animaux comme les palourdes, les huîtres et les escargots.

L’élévation de la température des océans a aussi pour effet d’abaisser le taux d’oxygène dans l’eau. Ce processus est appelé désoxygénation. Plusieurs raisons peuvent expliquer ce phénomène. L’eau plus chaude ne peut contenir autant d’oxygène. Le réchauffement modifie également la façon dont l’eau de surface, riche en oxygène, se mélange à l’eau profonde, pauvre en oxygène.

L’accroissement des températures océaniques affecte directement les coraux. Les coraux entretiennent une relation symbiotique avec un type d’algue appelé zooxanthelle. Les zooxanthelles fournissent aux coraux les nutriments nécessaires à leur survie. L’élévation des températures océaniques provoque l’expulsion de l’algue par le corail.

Il en résulte un épisode de blanchissement. Les coraux peuvent survivre en l’absence de leurs algues, mais leur niveau de stress augmente, ce qui les rend plus vulnérables. 

Blanchissement du corail résultant du départ de son algue symbiotique à cause du stress
Blanchissement du corail résultant du départ de son algue symbiotique à cause du stress (© 2019 Parlons sciences).

L’océan joue un rôle important dans la stabilité de la température terrestre. Il y a cependant des limites à ce qu’il peut faire. Pour bien comprendre les conséquences du réchauffement planétaire sur la Terre, il faut étudier l’impact des gaz à effet de serre sur les océans, et non sur la seule atmosphère. Il nous faut prendre soin de notre planète si nous souhaitons qu’elle puisse prendre soin de nous!

POINTS DE DÉPART

Connecter et Relier

  • As-tu déjà pris des vacances d’été au bord d’un lac ou d’un océan ? Pourquoi visites-tu ces lieux ?
  • Aimerais-tu visiter l’Arctique et observer la banquise ? Pourquoi ou pourquoi pas ?
  • Habites-tu une localité située à proximité d’une grande étendue d’eau ? Y a-t-il déjà eu des inondations à cet endroit? Si oui, quelles en ont été les conséquences ?
  • As-tu déjà fait de la plongée avec ou sans masque et tuba et pu observer des coraux de près ? Le corail était-il sain, stressé ou blanchi ?

Connecter et Relier

  • As-tu déjà pris des vacances d’été au bord d’un lac ou d’un océan ? Pourquoi visites-tu ces lieux ?
  • Aimerais-tu visiter l’Arctique et observer la banquise ? Pourquoi ou pourquoi pas ?
  • Habites-tu une localité située à proximité d’une grande étendue d’eau ? Y a-t-il déjà eu des inondations à cet endroit? Si oui, quelles en ont été les conséquences ?
  • As-tu déjà fait de la plongée avec ou sans masque et tuba et pu observer des coraux de près ? Le corail était-il sain, stressé ou blanchi ?

Relier la Science et la Technologie à la Société et à l'Environnement

  • Quelles sont les conséquences du changement climatique sur les villes et les collectivités côtières ? Quelles pourraient en être les répercussions au-delà des régions côtières?
  • Quels effets pourrait avoir une diminution de la capacité thermique de l’océan sur les chaînes alimentaires marines ? Comment une telle tendance influerait-elle sur la disponibilité des aliments consommés par les humains ?

Relier la Science et la Technologie à la Société et à l'Environnement

  • Quelles sont les conséquences du changement climatique sur les villes et les collectivités côtières ? Quelles pourraient en être les répercussions au-delà des régions côtières?
  • Quels effets pourrait avoir une diminution de la capacité thermique de l’océan sur les chaînes alimentaires marines ? Comment une telle tendance influerait-elle sur la disponibilité des aliments consommés par les humains ?

Explorer les Concepts

  • Définit la capacité thermique. Quelle est la capacité thermique de l’eau ?
  • Quel effet le réchauffement planétaire aura-t-il sur la capacité des océans à absorber la chaleur ? Pourquoi ?
  • Comment l’acidification des océans se produit-elle ? Nomme certains des impacts environnementaux de l’acidification des océans.

Explorer les Concepts

  • Définit la capacité thermique. Quelle est la capacité thermique de l’eau ?
  • Quel effet le réchauffement planétaire aura-t-il sur la capacité des océans à absorber la chaleur ? Pourquoi ?
  • Comment l’acidification des océans se produit-elle ? Nomme certains des impacts environnementaux de l’acidification des océans.

Nature de la Science / Nature de la Technologie

  • Quels sont les différents domaines scientifiques qui participent à l’étude des conséquences du changement climatique sur les océans ?

Nature de la Science / Nature de la Technologie

  • Quels sont les différents domaines scientifiques qui participent à l’étude des conséquences du changement climatique sur les océans ?

Littératie Médiatique

  • Quels types d’imagerie utilise-t-on souvent pour aborder les conséquences du changement climatique sur les océans ? Y a-t-il un type ou sujet d’images qui se démarque davantage ? Quelle est la fonction de ces images ?

Littératie Médiatique

  • Quels types d’imagerie utilise-t-on souvent pour aborder les conséquences du changement climatique sur les océans ? Y a-t-il un type ou sujet d’images qui se démarque davantage ? Quelle est la fonction de ces images ?

Suggestions d'enseignement

  • Cet article peut être utilisé pour soutenir l’enseignement et l’apprentissage dans les domaines Science de l’environnement, Changement climatique, Sciences de la Terre, Océans, Physique, Chaleur et Énergie, ainsi que Climat, relativement aux océans, aux transferts thermiques, à l’effet de serre, à la radiation solaire, aux changements climatiques, aux acides et bases et aux glaciers et banquises. Les concepts présentés incluent le climat, le réchauffement planétaire, la radiation solaire, l’énergie thermique, réfléchie et absorbée, la capacité thermique, les changements climatiques, l’effet de serre, les gaz à effet de serre, les glaciers et calottes polaires, l’acidification des océans, le pH et les relations symbiotiques.
  • Après la lecture de cet article, les enseignants peuvent demander aux élèves de remplir une Toile de définition du concept pour explorer le concept de capacité thermique. Les fiches reproductibles prêtes à utiliser Toile de définition du concept sont disponibles dans les formats [Document Google] et [PDF].
  • Pour un approfondissement de la question après la lecture de cet article, les enseignants peuvent demander aux élèves d’examiner les diverses conséquences du réchauffement des océans dû au changement climatique à l’aide de la stratégie d’apprentissage Carte des conséquences. Les ressources présentées ci-dessus dans la section Pour en apprendre davantage peuvent aussi être utilisées pour une recherche plus poussée. Les fiches reproductibles prêtes à utiliser Carte des conséquences sont disponibles pour cet article dans les formats [Document Google] et [PDF].

Suggestions d'enseignement

  • Cet article peut être utilisé pour soutenir l’enseignement et l’apprentissage dans les domaines Science de l’environnement, Changement climatique, Sciences de la Terre, Océans, Physique, Chaleur et Énergie, ainsi que Climat, relativement aux océans, aux transferts thermiques, à l’effet de serre, à la radiation solaire, aux changements climatiques, aux acides et bases et aux glaciers et banquises. Les concepts présentés incluent le climat, le réchauffement planétaire, la radiation solaire, l’énergie thermique, réfléchie et absorbée, la capacité thermique, les changements climatiques, l’effet de serre, les gaz à effet de serre, les glaciers et calottes polaires, l’acidification des océans, le pH et les relations symbiotiques.
  • Après la lecture de cet article, les enseignants peuvent demander aux élèves de remplir une Toile de définition du concept pour explorer le concept de capacité thermique. Les fiches reproductibles prêtes à utiliser Toile de définition du concept sont disponibles dans les formats [Document Google] et [PDF].
  • Pour un approfondissement de la question après la lecture de cet article, les enseignants peuvent demander aux élèves d’examiner les diverses conséquences du réchauffement des océans dû au changement climatique à l’aide de la stratégie d’apprentissage Carte des conséquences. Les ressources présentées ci-dessus dans la section Pour en apprendre davantage peuvent aussi être utilisées pour une recherche plus poussée. Les fiches reproductibles prêtes à utiliser Carte des conséquences sont disponibles pour cet article dans les formats [Document Google] et [PDF].

En savoir plus

Hard Coral Bleaching Time Lapse (2018)

Courte vidéo de Peter Kragh (1 min 05 s) en accéléré de coraux durs qui subissent le processus de blanchissement.

Rapport du Canada sur l’état des océans (2012)

Rapport qui examine les principales questions soulevées ici et fait le lien avec les eaux entourant le Canada de Pêches et Océans Canada.

Références

Dahlman, L., & Lindsey, R. (2018). Climate change: Ocean heat content. National Oceanic and Atmospheric Administration

Kushnir, Y. (2000). Solar radiation and the Earth's energy balance. European Economic and Social Committee.

Leon, N. D. (2001). Specific heat and heat capacity. Indiana University.

National Centers for Environmental Information. (2018). Global climate report - January 2018.

National Geographic. (2017). Ocean acidification.

North Carolina Climate Office. (n.d.). Earth's energy balance.

Nunez, C. (2019). Sea level rise, explained. National Geographic.

Ocean Scientists for Informed Policy. (n.d.). Ocean warming.

CarolAnne Black

As a masters student in the Department of Oceanography at Dalhousie University, I study how ice forms and gets moved by the currents in the Bay of Fundy in Nova Scotia.  I try to spend as much time as possible outside, playing ultimate frisbee, cycling, hiking and camping. My brother and I biked through the Rockies from Vancouver to Calgary last summer.

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