Depuis la révolution industrielle, les scientifiques estiment que l’océan est devenu environ 30 % plus acide en raison de l’absorption de dioxyde de carbone anthropique supplémentaire. L'acidification des océans a des effets étendus, notamment la perte des récifs coralliens et le déclin des coquillages. Les méthodes actuelles de mesure de l’acidification de l’océan sont ponctuelles et demandent beaucoup de main d’œuvre, ce qui rend difficile la surveillance à grande échelle et à long terme.
Cependant, un groupe d'océanographes acoustiques testant un instrument appelé Deep Sound est peut-être tombé sur une nouvelle façon de mesurer l'acidification des océans en moyenne sur une profondeur d'environ 10 km.
L'étude, publiée dans le Journal de recherche géophysique : Océansdétaille une nouvelle méthode d'estimation du pH à partir de données acoustiques passives prises dans la mer des Philippines, la fosse des Mariannes et la tranchée des Tonga avec des profileurs acoustiques autonomes en chute libre. Les données ont été recueillies périodiquement pendant plus d'une décennie et se concentrent sur la bande de fréquences de 1 à 10 kHz, le bruit provenant principalement du vent qui souffle autour de l'eau à la surface de l'océan.
L'équipe a réalisé qu'elle pouvait utiliser le changement de son à mesure que l'appareil s'enfonçait plus profondément pour mesurer l'acidification, car l'amortissement du son est également affecté par le changement de disponibilité chimique dans l'eau.
« À mesure que le son se propage dans l'eau de mer, il perd de l'énergie au profit des constituants chimiques qui contribuent à la salinité de l'océan. Le mécanisme d'absorption acoustique est un processus appelé relaxation chimique, dans lequel les équilibres des réactions de dissociation ionique sont modulés par la pression constamment changeante provoquée par le passage d'une onde acoustique.
« Sous une telle variation de pression, les équilibres modulés entraînent les réactions d'avant en arrière, dissipant une partie de l'énergie acoustique. Des études en laboratoire ont identifié l'acide borique, le carbonate de magnésium (moins de 3 kHz) et le sulfate de magnésium (supérieur à 3 kHz) comme principaux contributeurs à l'absorption acoustique », expliquent les auteurs de l'étude.
Ils poursuivent en disant que l’ampleur de l’absorption dépend de facteurs tels que la fréquence et la température, et que le pH devient un facteur important dans l’absorption acoustique en dessous de 3 kHz, en raison de la relation entre l’acide borique et les ions hydrogène.
Les chercheurs ont développé des modèles pour relier la dépendance en profondeur des changements du bruit ambiant au pH, et ont abouti à des estimations allant de 7,74 à 8,18. Ils affirment que cette technique peut être utilisée pour la surveillance acoustique passive à long terme de l’acidité des océans. Cela diffère des méthodes actuelles qui reposent sur la spectroscopie d’absorption optique passive ou sur des transmissions acoustiques actives pour estimer le pH, ces dernières nécessitant de nombreuses transmissions et entraînant une précision limitée.
La nouvelle méthode présente néanmoins des limites. Par exemple, certains des différents modèles d’absorption ont donné des estimations de pH différentes, ce qui indique une incertitude dans les équations d’état de l’acoustique de l’eau de mer. De plus, la variabilité du vent en surface et d’autres sources de bruit peuvent affecter la qualité des données acoustiques. Et, bien que les profils de pH soient moyennés en profondeur, ils ne sont pas à haute résolution.
Cependant, les auteurs de l’étude sont optimistes quant à la possibilité d’apporter quelques modifications pour améliorer la méthode. Ils affirment : « Des estimations améliorées du pH pourraient être obtenues en utilisant un amarrage ou un véhicule plus lent, capable d'enregistrer des données à chaque profondeur pendant une période plus longue, tandis que des techniques de traitement cohérentes pourraient être appliquées pour réduire l'incertitude causée par la confusion des sources de bruit.
« Avec une exactitude validée et une précision améliorée, cette technique a le potentiel de devenir un outil précieux pour générer des séries chronologiques à long terme sur l'acidité des océans. »
Écrit pour vous par notre auteur Krystal Kasal, édité par Stephanie Baum, et vérifié et révisé par Robert Egan, cet article est le résultat d'un travail humain minutieux. Nous comptons sur des lecteurs comme vous pour maintenir en vie le journalisme scientifique indépendant. Si ce reporting vous intéresse, pensez à faire un don (surtout mensuel). Vous obtiendrez un sans publicité compte en guise de remerciement.
