«L’homme se limite à marcher sur la surface des océans»

La montée du niveau des mers constitue une menace pour de nombreuses îles (comme ici les Maldives). Mais les conséquences du réchauffement climatique se font aussi sentir dans les profondeurs des océans. Getty Image

La montée du niveau des mers est l’un des effets les plus manifestes du réchauffement climatique. Mais que se passe-t-il sous sa surface? Immersion dans un écosystème qui reste largement inconnu avec l’océanographe américain David Karl, qui a remporté l’un des prestigieux Prix Balzan 2015, remis le 13 novembre à Berne.

Prochlorococcus. Pour la plupart des gens, ce terme n’évoque absolument rien. Et jusqu’en 1988, David Karl n’en avait lui non plus jamais entendu parler. Pourtant, il s’agit de l’organisme végétal le plus abondant sur toute la planète. «Comment avons-nous pu l’ignorer? Comment pouvons-nous comprendre le fonctionnement des océans, si nous ignorions tout de son existence jusqu’il y a peu de temps?», s’interroge le spécialiste des micro-organismes marinsLien externe de l’Université d’Hawaï.

David Karl est professeur d’océanographie à l’Université d’Hawaï. balzan.org

Les dimensions microscopiques de cette cyanobactérie – un millième de millimètre – n’ont certes pas facilité le travail des chercheurs. Mais ce n’est pas seulement une question de microscopes. Les océans, qui forment l’écosystème le plus important de la Terre, restent une inconnue qui dépasse notre capacité d’observation, estime David Karl. «La profondeur moyenne de l’océan est de 3800 mètres, mais nous n’en connaissons au maximum qu’une dizaine de mètres. C’est comme si l’homme se limitait à marcher sur sa surface», dit-il.

Né en 1950, le chercheur américain a voulu aller en profondeur. A la fin des années 1970, il a plongé avec un sous-marin jusqu’à atteindre les grands fonds du Pacifique. Il fut le premier biologiste à observer les sources hydrothermales et les organismes qui vivent à proximité de ces fumerolles. Selon David Karl, «c’est l’une des découvertes océanographiques les plus importantes de ces cent dernières années».

Ile de plastique dans le Pacifique

Depuis son poste d’observation au milieu du Pacifique et après des dizaines d’expéditions, David Karl s’est fait une bonne idée de l’état de santé des océans. Surpêche, pollution industrielle et agricole, eaux usées, pétrole, plastique… la pression d’une population mondiale en croissance est en train de bouleverser les équilibres. «On a toujours pensé que les océans étaient infiniment grands et qu’ils pouvaient absorber tous nos déchets, mais ce n’est pas le cas», souligne-t-il.

L’eau de la majeure partie des régions côtières, au large des grandes villes, est polluée. Dans certaines zones, on ne peut plus nager et même un jet d’eau peut être dangereux, note l’expert. En haute mer, la situation est meilleure, bien que les signes de l’activité humaine y soient bien tangibles.

David Karl donne l’exemple de la Grande zone d’ordures du Pacifique (Pacific Trash Vortex), une énorme accumulation de déchets flottants, essentiellement des plastiques, grande comme deux fois les Etats-Unis. «Le problème est que les polymères de ces plastiques sont décomposés par les micro-organismes. Il en résulte des fragments extrêmement petits qui sont encore plus insidieux que le plastique lui-même, étant donné qu’ils s’accumulent dans la chaîne alimentaire», indique-t-il.

Les conséquences de la dépolymérisation du plastique sur les organismes marins et l’écosystème ne sont pas encore connues. On sait cependant que le phytoplancton est essentiel pour la stabilité et l’habitabilité de la Terre. Et ceci depuis quatre milliards d’années. «Il contribue à la circulation mondiale des nutriments, tels que le phosphore et l’azote, et il est à l’origine de la moitié de l’oxygène que nous respirons. Ce sont les micro-organismes marins qui nous maintiennent en vie», affirme David Karl.

La menace cachée du climat

Le changement climatique fait sans aucun doute possible partie des phénomènes les plus inquiétants. Aux îles Hawaï, on est bien conscient des conséquences de la montée des eaux (qui pourrait atteindre un mètre d’ici la fin du siècle). L’archipel américain ne risque pas de disparaître, contrairement à d’autres petites îles du Pacifique. Cependant, des plages submergées mettraient en péril l’important secteur économique du tourisme, prévient David Karl. Mais ce n’est pas tout.

Grâce au programme de surveillance HOT (Hawaii Ocean Time-series), lancé en 1988, David Karl a fourni la première preuve qu’une augmentation du CO² dans l’atmosphère provoque une acidification des océans. Nous savons que l’acidification a un impact sur les récifs coralliens et sur tous les organismes composés de carbonate de calcium, comme les coquillages et les mollusques. Ce que nous ignorions, en revanche, ce sont les répercussions sur les poissons et les algues», dit-il.

Mais pour le chercheur, un autre aspect, peu connu, représente la plus grande menace. Les océans, explique-t-il, se mélangent constamment. L’eau de surface, plus dense, tend à descendre. Par contre, celle qui est en profondeur remonte, apportant ainsi les nutriments indispensables au phytoplancton. «L’augmentation de la température de l’océan et l’apport d’eau douce et moins dense provenant de la fonte des glaces réduisent toutefois ce mélange vertical. L’océan se stratifie», avertit le chercheur. Selon lui, il en résultera une réduction de la photosynthèse, donc de la production d’oxygène, et une altération des courants océaniques.

Visualisation des grands courants océaniques avec, en rouge, les courants chauds de surface et, en bleu, les courants froids en profondeur. srh.weather.gov

De la Lune à l’océan   

Les océans et le climat mondial sont étroitement interconnectés, insiste David Karl. Pourtant, dans les discussions sur le changement climatique aux Nations Unies, les océans ont été longtemps ignorés. «C’est seulement dans le Cinquième Rapport d’évaluationLien externe du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, publié l’an dernier, qu’on a inséré deux chapitres dédiés spécialement aux océans», relève l’expert, responsable de l’un de ces deux chapitres. 

C’est aussi pour cette contribution que la Fondation BalzanLien externe lui a attribué l’un des Prix de cette année. Une reconnaissance qui récompense «ses contributions fondamentales à la compréhension du rôle et de l’importance des micro-organismes dans l’océan» et des travaux qui «ont fourni des éclaircissements significatifs sur les changements climatiques», écrit la Fondation dans un communiqué.

Dans son discours lors de la cérémonie de remise des Prix (le 13 novembre à Berne), David Karl citera un livre écrit dans les années 1950. «Le rôle des océans est connu depuis longtemps. Mais au lieu de mieux connaître la Terre, on a préféré regarder vers le haut et aller à la découverte de la Lune. Peut-être, après Kennedy, avons-nous besoin d’un président qui dise: ‘allons dans l’océan!’»

Prix Balzan

Fondée en 1956 à Lugano, la Fondation internationale Prix Balzan reprend le nom d’Eugenio Balzan (1874-1953), journaliste et entrepreneur italien émigré en Suisse.

Chaque année, la Fondation remet quatre Prix dans les deux catégories suivantes: lettres, sciences morales et arts, ainsi que sciences physiques, mathématiques, naturelles et médicales. Les vainqueurs sont des chercheurs, des scientifiques ou des artistes qui se sont distingués à un niveau international dans leurs domaines d’activité respectifs.

Chaque Prix est doté de 750’000 francs. Depuis 2001, les lauréats doivent destiner la moitié de cette somme au financement de projets de recherche conduits de préférence par de jeunes étudiants et chercheurs.

Les Prix Balzan 2015 ont été attribués à un Allemand et à trois Américains: Hans Belting, de l’Ecole supérieure d’Etat de création artistique de Karlsruhe (histoire de l’art européen 1300-1700), Joel Mokyr, de l’Université Northwestern de l’Illinois (histoire économique), Francis Halzen, de l’Université du Wisconsin-Madison (physique des astroparticules) et David Karl, de l’Université d’Hawaï (océanographie). La cérémonie de remise se déroule le 13 novembre à Berne.

(Traduction de l’italien: Olivier Pauchard)