Le changement climatique épuise l’oxygène des profondeurs marines, mais les marées contribuent à maintenir l’océan en bonne santé

Sans suffisamment d’oxygène pour respirer correctement, les poissons connaissent les mêmes problèmes que les alpinistes de haute altitude. Même des déficits d’oxygène relativement faibles signifient qu’ils deviennent lents, que leur reproduction est affectée et que leur croissance est retardée.

C'est l'une des raisons pour lesquelles le déficit d'oxygène dans les profondeurs des océans constitue un problème – et le changement climatique ne fait qu'aggraver la situation.

Mais nous avons récemment publié une recherche dans Nature Communications qui montre comment les tempêtes interagissent avec la marée en été et jouent un rôle important dans le brassage des océans et le « mélange » de l’oxygène. Ce mélange contribue à maintenir des conditions saines dans les mers côtières plus profondes du Royaume-Uni et ailleurs.

Ceci est important car les créatures de l’océan dépendent de l’oxygène pour survivre de la même manière que les animaux terrestres. Mais le travail sous l'eau est plus difficile : les poissons dépensent des dizaines de fois plus d'énergie que nous pour respirer de l'oxygène, et les plus gros poissons doivent déployer encore plus d'efforts.

Le réchauffement des océans aggrave le problème, car non seulement les eaux plus chaudes contiennent moins d’oxygène, mais les poissons plus chauds ont également besoin de plus d’oxygène. Les gros poissons des eaux profondes comme la morue et l'aiglefin sont particulièrement touchés.

Pourquoi les océans profonds perdent leur oxygène

À mesure que l’on s’enfonce plus profondément dans l’océan, l’oxygène dissous est utilisé à mesure que la matière organique en train de couler pourrit et se décompose (un processus qui nécessite de l’oxygène). Au printemps, l'océan peut former des couches qui ne se mélangent pas beaucoup. Cela isole les eaux profondes de l’atmosphère, principale source d’oxygène. Cet isolement, associé à la décomposition de la matière organique engloutie, épuise les réserves d'oxygène dissous, conduisant à une désoxygénation des eaux profondes.

À mesure que le climat se réchauffe, la situation pourrait empirer. Non seulement l’eau plus chaude contient moins d’oxygène, mais les périodes d’isolement en eau profonde vont également s’allonger. La force de la stratification devrait également augmenter, créant une barrière plus grande empêchant l’oxygène de se mélanger aux eaux profondes. La combinaison de ces impacts devrait augmenter considérablement la désoxygénation estivale des eaux profondes.

Nos nouvelles recherches montrent que le mélange des jeux d’oxygène ralentit d’environ la moitié le taux de déficit en oxygène des eaux profondes.

Pendant la période de stratification, une combinaison de tempêtes estivales et de marées interagissent pour atténuer le déficit en oxygène des eaux profondes. Les marées agissent en remuant les nutriments des eaux profondes, qui favorisent la croissance de plantes microscopiques appelées phytoplancton. Ce phytoplancton produit de l'oxygène, dont une partie est ensuite mélangée aux eaux profondes.

Bien que nos nouvelles recherches mettent en évidence l’importance du mélange dans la médiation des niveaux d’oxygène dans les eaux profondes, des travaux supplémentaires sont nécessaires pour évaluer l’impact du réchauffement des mers sur le mélange. De plus, nous ne comprenons toujours pas pleinement l’impact des vagues de chaleur sur les niveaux d’oxygène, comme celles connues dans les mers stratifiées autour du Royaume-Uni en juin 2023.

Ces nouveaux résultats ont également des implications importantes pour le développement massif proposé de parcs éoliens flottants dans les mers à stratification saisonnière, notamment la mer Celtique et le nord de la mer du Nord. La présence de ces parcs éoliens, généralement dotés de gros ballasts, de contrepoids et de câbles sous la surface, contribuera à mélanger les eaux océaniques.

Cela favorisera la croissance du phytoplancton et la possibilité de mélanger l’oxygène entre les eaux de surface et les eaux profondes au cours de l’été. Nos nouvelles recherches mettent en évidence la nécessité de prendre en compte le mélange océanique dans la conception des fondations des éoliennes et dans la planification de nouveaux parcs éoliens.

Tom Rippeth, professeur d'océanographie physique, Université de Bangor et Ben Lincoln, chercheur en océanographie observationnelle appliquée, Université de Bangor