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L'oxygène se fait-il plus rare en raison des changements climatiques?

Illustration d'un homme qui inspire de l'air à plein poumons.

Contrairement à une idée reçue, ce sont surtout les océans et non les forêts qui produisent la majeure partie de l’oxygène que nous respirons.

Photo : getty images/istockphoto

Il y a quelques mois, à la suite de mon article sur un probable emballement climatique, Chantal Gagnon de Gatineau m’interrogeait s’il était possible qu’on puisse subir une raréfaction significative de l’oxygène dans l’atmosphère provoquée par la détérioration des habitats naturels, particulièrement les forêts. En d’autres mots, quel est l’impact réel du réchauffement de la planète et des changements climatiques sur l’oxygène que nous respirons?

Il y a quelques années, en étudiant des carottes de glace du Groenland, des chercheurs de l’Université de Princeton, au New Jersey, ont mesuré, grâce aux bulles d’air qui y étaient emprisonnées, une diminution de 0,7 % des concentrations d’oxygène dans l’atmosphère.

Cette diminution s’est étalée sur les 800 000 dernières années, mais s’est accélérée de 0,1 % durant le siècle passé, puis de 0,02 % au cours des dix dernières années, selon les données du Scripps O2 program de l'Institut d'océanographie Scripps. Cette tendance générale à la baisse depuis des centaines de milliers d'années n’est toutefois pas clairement expliquée, nos connaissances étant toujours au stade d’hypothèses.

Cependant, selon le constat des chercheurs, l’accélération observée durant le siècle dernier est fort probablement de cause anthropique, c'est-à-dire que l'activité humaine en serait responsable. Elle serait en très grande partie liée à la combustion de carburants fossiles (par oxydoréduction). Ainsi, l’impact de la détérioration des habitats naturels n’affecterait pour l’instant que très faiblement la production d’oxygène vers l’atmosphère.

En fait, contrairement à une idée reçue, ce sont surtout les océans et non les forêts qui produisent la majeure partie de l’oxygène que nous respirons. Les forêts produisent certes de l’oxygène, mais en consomment aussi beaucoup par le biais de la décomposition. Ainsi, une forêt ne produit un surplus d’oxygène que si elle prend de l’expansion. De plus, il est difficile de déterminer avec précision l’impact de la réduction du couvert végétal sur la décroissance de la production d’oxygène.

En fait, c’est surtout le phytoplancton qui est la principale source d’oxygène dans l’atmosphère. Il s'agit d'un plancton végétal, autrement dit l’ensemble des organismes végétaux vivant dans l’eau (avant tout dans les océans). La proportion de l’oxygène planétaire produit par le phytoplancton n’est pas connue avec exactitude, mais elle se situerait entre 50 et 85 %, selon les études. De plus, le phytoplancton est primordial, car il sert de nourriture à de nombreux animaux marins, notamment les baleines.

Illustration des algues marines dans l'océan.

Le phytoplancton est à la base de la chaîne alimentaire marine.

Photo : getty images/istockphoto / slavadubrovin

Tout comme dans l’atmosphère, le réchauffement de la planète se fait aussi sentir dans les océans. Les océans se sont réchauffés de 0,5 à 1 degré Celsius depuis un siècle. Cette augmentation a une incidence directe sur le phytoplancton, car plus la température de la mer est élevée, plus le phytoplancton se raréfie, l’eau chaude étant moins riche en éléments nutritifs indispensables à ce dernier.

Selon une étude d’un groupe de chercheurs canadiens, depuis 50 ans, la masse du phytoplancton a diminué globalement de presque 40 % et continue de baisser de 1 % par année. D’autres recherches, notamment de l'Institut océanographique de Woods Hole, proposent cependant une réduction moins importante pour l’Atlantique Nord, soit d’environ 10 % sur une période de 150 ans. Enfin, selon certaines recherches connexes, les populations de phytoplancton ont grossi à court terme par endroits, notamment près des côtes, mais montrent une décroissance nette en pleine mer à long terme.

Somme toute, le phytoplancton est en baisse, mais il est difficile de quantifier précisément cette diminution compte tenu des fortes variations spatiales et temporelles.

Étant donné que le phytoplancton est la principale source de production de l’oxygène que nous respirons, il existe donc un lien direct entre l’oxygène produit par les océans et le réchauffement planétaire. Ainsi, à mesure que la planète et les océans se réchauffent, on s’attend à ce que la teneur en oxygène de l’atmosphère continue de diminuer. Mais quelle sera l’ampleur de cette diminution?

Pour tenter de répondre à cette question, des chercheurs de l’Université de Leicester, en Angleterre, ont élaboré un modèle de simulation océan-atmosphère. Conjointement avec les scénarios climatiques anticipés, les chercheurs s’attendent à ce qu’avec une augmentation des températures de l’océan de 6 degrés d’ici 2100 (comme prévu par certaines simulations) la production d’oxygène par le phytoplancton soit suffisamment perturbée pour être carrément stoppée.

Étant donné qu’environ les deux tiers de la production d’oxygène atmosphérique proviennent du phytoplancton, l’impact sur la vie terrestre serait majeur et possiblement irréversible.

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