Il n’y a rien de plus fondamental pour l’homme que la disponibilité de l’oxygène. Nous pensons peu à l’oxygène dont nous avons besoin, nous respirons juste, mais d’où vient-il?

Pour faire la lumière sur cela, des déclarations telles que « l’océan fournit 50% de l’oxygène que nous respirons », ou son équivalent, « chaque seconde respiration provient de l’océan », sont devenues des mantras communs pour mettre en évidence la dépendance humaine à l’océan et le risque de baisse de l’apport en oxygène dû au changement climatique et à la dégradation de l’environnement.

Ces mantras sont répétés par des politiciens de haut niveau, dont l’envoyé américain pour le climat John Kerry et le président français Emmanuel Macron, des organisations internationales telles que l’Unesco et la Commission européenne, et même des rapports importants du GIEC et d’autres institutions scientifiques réputées.

Bien qu’elles puissent être un bon fourrage pour les discours, ces affirmations dénaturent d’où vient réellement l’oxygène que nous respirons et, ce faisant, trompent le public sur la raison pour laquelle nous devrions renforcer notre rôle de gardiens des océans.

Où trouve-t-on notre oxygène ?

L’atmosphère terrestre n’a pas toujours été aussi riche en oxygène qu’aujourd’hui. L’atmosphère est maintenant composée de 21% d’oxygène, mais elle ne représentait que 0,001% des niveaux actuels au cours des 2 premiers milliards d’années de l’histoire de la Terre.

C’est l’avènement de bactéries et de plantes océaniques microscopiques (phytoplancton) et, plus tard, de plantes plus grandes sur terre qui a provoqué l’augmentation stupéfiante de l’oxygène dans notre atmosphère. Cet oxygène est dérivé de la photosynthèse – le processus par lequel les plantes transforment le dioxyde de carbone et l’eau en matière organique et en oxygène.

L’oxygène est relativement stable à un niveau élevé depuis 500 millions d’années. Aujourd’hui, environ la moitié de la photosynthèse a lieu dans l’océan et l’autre moitié sur terre.

Alors oui, l’océan est responsable d’environ 50% de l’oxygène produit sur la planète. Mais il n’est pas responsable de 50% de l’air que nous respirons. La majeure partie de l’oxygène produit par l’océan est directement consommée par les microbes et les animaux qui y vivent, ou lorsque des produits végétaux et animaux tombent au fond de la mer. En fait, la production nette d’oxygène dans l’océan est proche de 0.

Une infime fraction de la production primaire, environ 0,1%, échappe à la dégradation et est stockée sous forme de carbone organique dans les sédiments marins – un processus appelé pompe à carbone biologique. Ce carbone organique peut éventuellement se transformer en combustibles fossiles tels que le charbon, le pétrole et le gaz. La petite quantité d’oxygène qui avait été générée pour produire cette réserve de carbone peut ensuite être libérée dans l’atmosphère. Un processus similaire se produit également sur terre, avec un peu de carbone stocké dans les sols.

Par conséquent, l’oxygène que nous respirons actuellement provient de la lente accumulation d’O₂ dans l’atmosphère soutenue par l’enfouissement de la matière organique sur de très longues échelles de temps – des centaines de millions d’années – et non de la production contemporaine par la biosphère terrestre ou océanique.

Les combustibles fossiles et l’air que nous respirons

Que diriez-vous des tendances futures de l’oxygène atmosphérique? Dès 1970, l’éminent géochimiste Wally Broecker a reconnu que si nous brûlions toutes les réserves connues de combustibles fossiles, nous utiliserions moins de 3% de notre réservoir d’oxygène.

Si nous devions couper ou brûler toutes les forêts et oxyder tout le carbone organique stocké dans la végétation et les sols supérieurs dans le monde entier, cela ne conduirait qu’à un faible épuisement de l’oxygène atmosphérique. Si la photosynthèse dans l’océan et sur terre cessait de produire de l’oxygène, nous pourrions continuer à respirer pendant des millénaires, bien que nous aurions certainement d’autres problèmes.

La baisse prévue de l’oxygène atmosphérique, même dans les pires scénarios avec la combustion massive de combustibles fossiles et la déforestation, sera très faible par rapport au très grand réservoir atmosphérique. Les modèles montrent que la teneur en oxygène de l’atmosphère subira un changement infime au cours des 100 000 prochaines années en réponse à l’utilisation de combustibles fossiles. Ainsi, bien qu’il y ait beaucoup de choses à craindre pour notre avenir climatique, la disponibilité de l’oxygène pour les organismes respiratoires (y compris les humains) n’en fait pas partie.

Baisse de l’oxygène dans l’océan

Cependant, la teneur en oxygène de l’océan est préoccupante. Le réservoir d’O₂ de l’océan est vulnérable car il contient moins de 1% de l’oxygène stocké dans l’atmosphère. En particulier, les régions océaniques où l’oxygène est très faible ou absent, appelées zones minimales d’oxygène, se développent à mesure que la planète se réchauffe, rendant de nouvelles régions habitables pour respirer des organismes comme les poissons.

La haute mer a perdu de 0,5 à 3,3% de son stock d’oxygène dans les 1000 premiers mètres de 1970 à 2010, et le volume des zones minimales d’oxygène a augmenté de 3 à 8%.

Cette perte d’oxygène est principalement due à l’augmentation de la stratification des océans. Dans ce processus, le mélange de l’océan de surface, qui devient plus chaud et plus léger, avec les couches océaniques plus profondes et plus denses est moins efficace, limitant la pénétration de l’oxygène. L’activité des enzymes, y compris celles impliquées dans la respiration, augmente également généralement avec la température. Ainsi, la consommation d’oxygène par les créatures océaniques augmente à mesure que l’océan se réchauffe.

Une étude récente a révélé que les zones minimales d’oxygène en haute mer se sont étendues de plusieurs millions de kilomètres carrés et que des centaines de sites côtiers ont maintenant des concentrations d’oxygène suffisamment faibles pour limiter les populations animales et modifier le cycle des nutriments importants. Le volume des zones à faible teneur en oxygène devrait augmenter d’environ 7% d’ici 2100 dans un scénario d’émissions élevées de CO₂.

La désoxygénation de ce type affecte la biodiversité et les réseaux trophiques; et affecte négativement la sécurité alimentaire et les moyens de subsistance des personnes qui en dépendent.

Les faits

Alors, où cela laisse-t-il notre mantra?

S’il est incorrect de dire que l’océan fournit 50% de l’oxygène que nous respirons, il est correct de dire que, sur des échelles de temps géologiques, l’océan a fourni une grande partie de l’oxygène que nous absorbons aujourd’hui. Il est également parfaitement correct de dire que l’océan est responsable de 50% de la production primaire sur Terre, soutenant notre système alimentaire.

Et bien que nous ne devrions pas nous inquiéter de l’approvisionnement futur en oxygène que les humains pourront respirer à l’avenir, nous devrions nous inquiéter du fait que les poissons soient de plus en plus déplacés des zones océaniques en expansion qui sont appauvries en oxygène.