Notion | dissolution du CO2 et acidification des océans
L’alcalinisation des océans consiste à simuler une accélération de l’érosion. Par ce processus qui a lieu en continu dans la nature, les roches superficielles sont soumises aux effets du vent et de la pluie qui leur arrachent en quelques sortes des grains à chaque passage.
Ce lessivage déverse de grandes quantités d’éléments silicatés et carbonatés dans les océans. Au contact avec l’eau de mer (naturellement alcaline, c’est-à-dire dont le pH a une valeur supérieure à 7, en l’occurrence une valeur stable de 8,25 pour l’Holocène, mais qui est déjà descendue à 8,15), le carbonate de calcium solide (CaCO3) se dissout (à condition que le milieu soit sous-saturé en calcite) et se dissocie en ions calcium (Ca 2+) et ions carbonates (CO3 2-). Les ions carbonates réagissent alors avec les ions H+ en les fixant, formant alors les ions hydrogénocarbonate (HCO3-). Par cette captation d’ions H+, le pH augmente (le pH est inversement proportionnel à la concentration de cations H+ : pH = –log[H+]).
Par ailleurs, la dissolution du CO2 atmosphérique à l’interface air-eau entraîne la formation d’acide carbonique H2CO3 qui se dissocie en H+ et HCO3-. Plus la quantité de CO2 dissout augmente, plus la formation d’ions H+ augmente, ce qui diminue le pH du milieu (acidification).
Les ions H+ réagissent alors avec les ions carbonates pour former d’autres ions hydrogénocarbonates, ce qui permet de rabaisser le pH précédemment augmenté.
On voit donc que ce sont les ions carbonates qui permettent de fixer les ions H+ et donc de maîtriser l’effet acidifiant de la dissolution accrue du CO2. Les ions carbonates sont donc l’espèce limitante à la régulation de l’acidité des océans. Autrement dit, plus la concentration en carbonates est grande, plus la dissolution du CO2 peut être importante sans que se produise une variation du pH.
Notons que d’autres mécanismes sont à l’œuvre dans l’interaction océan-CO2 : d’une part, le phytoplancton transforme le carbone inorganique en carbone organique par son action photosynthétique ; d’autre part, la circulation thermohaline des océans contribue à déplacer le CO2 dissout en surface vers les eaux plus profondes, où le potentiel de dissolution est plus important.
