Un des premiers ouvrages français de vulgarisation sur les sciences du climat écrit par Robert Sadourny¹, alors directeur du Laboratoire de Météorologie Dynamique² dans lequel je travaille actuellement, a pris de soin de décrire la systémique du climat avant d’aborder les causes et les conséquences des changements climatiques. À mon avis, cette approche fait mieux sentir au lecteur toute la notion d’équilibre instable du système thermodynamique chaotique matérialisé par notre planète. Elle définit le Soleil et le mouvement de la Terre par rapport à lui comme les causes de variations d’énergie d’un système. La réponse thermodynamique moyenne de ce système à la surface de la planète constitue le climat de la Terre. Les conséquences d’une perturbation anthropique qui modifie significativement la végétation et les propriétés optiques de l’atmosphère depuis le milieu du XIXe siècle deviennent alors plus compréhensibles. La réponse de chacune des trois principales composantes de ce système, l’atmosphère, les surfaces émergées et les océans, est différente. L’océan a, d’une certaine manière, une réponse plus lente que celle de l’atmosphère et des terres émergées, mais avec de grandes conséquences à long terme.

La concentration en CO2 dans l’atmosphère a crû de 280 ppm (soit 0,002 8 % de molécules de CO2 dans un volume d’air donné supposé homogène) au milieu du XIXe siècle pour atteindre 415 ppm de nos jours. L’effet de serre additionnel induit par cette augmentation se quantifie par un forçage radiatif³ moyen d’environ 1,2 W/m², ce qui induit d’après les modèles climatiques utilisés par les auteurs des rapports du GIEC une augmentation de la température globale d’environ 1 °C. Le pire scénario du GIEC prévoit actuellement un forçage de 8,5 W/m² en 2100, ce qui correspond à environ 800 ppm de CO2 et un réchauffement global de 4 °C.

L’océan peut être vu comme un modérateur de cette anomalie pour deux raisons. Il constitue un des deux principaux puits de carbone sur Terre puisqu’il est actuellement capable d’absorber environ un tiers de nos émissions, soit autant que la forêt. Jusqu’à présent, nos océans ont absorbé environ 90 % de la chaleur atmosphérique générée par la hausse des émissions de gaz à effet de serre. La température de surface est régulièrement mesurée, notamment par satellite météorologique géostationnaire à capteurs infrarouge thermique. La figure 1 présente les anomalies actuelles de températures par rapport aux 30 dernières années.

Ce réchauffement océanique entraîne des conséquences dévastatrices. Il peut entraîner des incidences durables sur la biodiversité marine. Notamment, la totalité des récifs coralliens de la planète pourrait blanchir d’ici la fin du siècle si la température de l’eau continue d’augmenter. Le nombre de jours d’occurrence annuelle de canicules marines a doublé depuis les années 1980.

Le réchauffement océanique a d’autres conséquences provoquant des boucles de rétroaction. L’absorption du CO2 est favorisée par une température plus basse. D’abord parce que les gaz se dissolvent mieux dans les liquides plus froids, ensuite parce que l’eau froide plus dense va entraîner le CO2 dissout dans les profondeurs. Le réchauffement des surfaces marines diminue leur qualité de puits de carbone, tandis que la concentration de CO2 qui augmente dans l’air augmente aussi dans les océans. L’augmentation de la concentration du CO2 dans la mer a une conséquence chimique. La molécule de CO2 réagit avec celle de l’eau pour créer de l’acide carbonique H2CO3 qui va lâcher des protons et ainsi augmenter le pH des océans. Cette acidité dégrade aussi les récifs coralliens et entraîne des anomalies de développement de certains animaux à squelettes calcaires, ce qui peut présenter des conséquences encore mal connues sur l’ensemble de la chaîne alimentaire marine, affectant aussi les activités humaines de pêche et d’élevage. Finalement, cette hausse de température augmente le risque de disparition irréversible des écosystèmes marins et côtiers. D’après les dernières estimations de l’UNESCO, plus de la moitié des espèces marines pourraient être au bord de l’extinction d’ici 2100⁴. Avec une hausse actuelle de température de 1,1 °C, 60 % des écosystèmes marins de la planète ont déjà été dégradés et/ou sont utilisés de façon non durable. Un réchauffement de 1,5 °C menace de détruire 70 % à 90 % des récifs coralliens, et une hausse de 2 °C entraînerait la disparition de presque 100 % des récifs –on atteindrait alors un point de non-retour.

Un autre effet à rétroaction concerne la fonte des glaces. Vue de l’espace, la glace de mer fondue devient foncée, et donc son albédo (sa capacité à réfléchir le rayonnement du soleil) est plus faible, ce qui augmente encore plus son absorption de la chaleur. La fonte des glaces continentales, mais surtout la dilatation thermique des océans, provoque une élévation significative du niveau de la mer. Selon les dernières données de l’organisation météorologique mondiale, le niveau mondial moyen de la mer a battu un nouveau record de hauteur en 2021, puisqu’il est monté en moyenne de 4,5 millimètres par an sur la période 2013-2021⁵. La surveillance globale du niveau de la mer s’effectue depuis les années 1990 par des satellites radar dont les résultats sont montrés en figure 2.

En plus d’intensifier les cyclones tropicaux, l’élévation du niveau de la mer a exacerbé les phénomènes extrêmes tels que les ondes de tempête mortelles et autres risques côtiers (inondations, érosion et glissements de terrain), qui devraient désormais survenir au moins une fois par an dans de nombreux endroits. Historiquement, ce type de phénomènes survenait une fois par siècle.

La combustion de carburants fossiles et la déforestation apportent un effet de serre additionnel, que nos océans ont provisoirement absorbé, mais avec des conséquences encore très mal comprises par nos sociétés. Ces changements climatiques vont entraîner des incidences durables sur la biodiversité marine, ainsi que sur la vie et les moyens de subsistance des communautés des littoraux et bien au-delà : environ 680 millions de personnes vivant dans des zones côtières au relief très bas, près de 2 milliards d’habitants de la moitié des mégapoles du monde, qui se trouvent en zones côtières, près de la moitié de la population mondiale (3,3 milliards de personnes) qui dépend de la pêche pour couvrir ses besoins en protéines, et près de 60 millions de personnes qui travaillent dans le secteur de la pêche et de l’aquaculture à travers le monde⁶.