Une acidité océanique accrue et inquiétante ?

Le principe de la science, c’est le questionnement critique.

  • 1). Comment a t-on réussi à déterminer le pH océanique d’il y a 55 millions d’années ? Ça m’intéresse. Pour mesurer un pH, il faut obligatoirement un instrument appelé pH-mètre. Et on n’a pas d’échantillon d’eau de mer restée inchangée depuis 55 millions d’années. Cela m’intrigue.
  • 2). Pourquoi exprimer une variation physique (l’acidité) par un pourcentage plutôt qu’en indiquant les données quantitatives elles-mêmes ? Oui, pourquoi ? Je présume que le Dr Goulu se posera la même question.
  • 3). Le pH est une échelle logarithmique fondée sur la concentration molaire des ions hydronium. Si la variation de 30% concerne le pH lui-même, alors comme le pH moyen actuel est de 8,2 (l’eau océanique est alcaline, elle n’est pas acide), cela signifierait que le pH a varié de 11,71 à 8,2 (variation correspondant à une acidification). Est-ce le cas ? Ensuite, si c’est la concentration molaire qui varie de 30%, et non le pH, alors une concentration acide qui croît de 30% signifie que le pH a varié de 8,9 à 8,2 (soit une variation de pH de -1,36%). Est-ce le cas ?
  • Puis une acidité augmentée de 30% (augmentation de la concentration d’ions hydronium) ça correspond à un pH qui varie de 8,9 à 8,2. Cela ne correspond pas au pH calculé du début de l’ère industrielle (pH = 8,5 au maximum, vers 1860) si on se réfère à la diminution de 0,02 point de pH par décennie (voir ci-dessous). Pourquoi ?
  • La fonte des glaces de l’Arctique est saisonnière, tout dépend si l’on mesure le pH en été ou en hiver… Lorsque la glace fond, l’océan devient moins salé en surface, il peut donc en effet absorber le CO2 atmosphérique, ce qui augmente le pH. Mais vers septembre/octobre, les glaces se reforment en Arctique, l’océan redevient plus salé, et le CO2 y devient moins soluble. Mais cela se fait dans quelles proportions ? L’article affirme que le pH diminue de 0,02 point par décennie, donc de la fin des années 60 jusqu’en 2013, cela devrait correspondre à une diminution de 0,086 point de pH. Comme le pH moyen actuel est de 8,2, donc à la fin des années 60 le pH océanique moyen devait être donc voisin de 8,3. Mais voir la remarque n°4 ci-dessous : ça ne colle pas. Mais poussons le raisonnement plus loin : entre le début de l’ère industrielle et maintenant, cela fait environ 150 ans, soit 15 décennies, ce qui correspondrait, au pire, à une variation de pH de 0,3, c’est-à-dire que le pH vers 1860 aurait été voisin de 8,5.
  • Au fait, vers 1860, est-ce que le pH océanique avait été mesuré, en particulier celui de l’océan Arctique ? Mais voila le problème, le concept de pH est apparu en chimie en 1893 par les travaux du chimiste danois Søren Sørensen. Pas avant. Ainsi, on ne connaît pas quel fut le pH océanique avant 1893, parce que les scientifiques de l’époque ne le mesuraient pas encore. Si le concept de pH est relativement tardif, les études sur l’acidité des substances remontent à l’époque de Lavoisier, vers la fin du XVIIIe siècle. Néanmoins, les propriétés acides du dioxyde de carbone, (jadis appelé l’acide aérien) sont connues depuis la fin du XVIIe siècle grâce aux travaux du chimiste anglais Joseph Black

Cependant, ces propriétés acides étaient évaluées de façon qualitative, et ce n’est qu’avec le chimiste danois Søren Sørensen que l’on a commencé à développer un usage quantitatif du concept d’acidité, à peu près en même temps que le chimiste suédois Svante August Arrhenius qui fut lui-même un pionnier dans la notion quantitative d’acidité, à la fin du XIXe siècle.

  • 4). En examinant une source universitaire, je cite : «le système “acide carbonique-bicarbonate-carbonate” constitue le principal tampon en pH de l’eau de mer (pH moyen : 8.2)”» ,   Référence = M Odier… – Analytica Chimica Acta, 1971 – Elsevier. Or le pH moyen est toujours de 8,2 actuellement. Autre source académique : «La solubilité expérimentale d’un cation comme le thorium n’a pas de signification thermodynamique définie, comme l’ont mis en évidence les travaux sur les”radiocolloïdes.”* Pour ces cations lourds et fortement hydrolysables dans un milieu tel que l’eau de mer à pH 8. […]» , Référence = Cosmochimica Acta, 1957 – Elsevier.

Complément : la valeur moyenne du pH est en fait une moyenne entre deux valeurs, du fait des pH différents selon les différents endroits du monde. Le pH varie entre 7,5 et 8,4 environ, pour une moyenne de l’ordre de 8 à 8,2. La marge d’incertitude est d’environ 5% selon les différents endroits du monde (les pH sont hétérogènes d’un lieu à l’autre), et ce détail est loin d’être négligeable. En effet, si des valeurs mesurées sont contenues dans la marge d’incertitude, il n’y a pas réellement de différence significative d’une mesure par rapport à une autre. Une différence significative, c’est quand cela devient en-dehors de la marge d’incertitude.

De plus, un pH isolé présente une incertitude de 0,05 point de pH. Cela n’est pas négligeable non plus. Je cite : «Il faut tout d’abord, définir avec quelle précision vous souhaitez obtenir vos valeurs de pH, en gardant à l’esprit qu’une précision supérieure à 0,01 unité pH ne présente aucun intérêt sur la plan pratique.» et aussi «les pH calculés seront exprimés au mieux, à 0,05 unité pH près, (or une incertitude sur les pH de 0,05 correspond à une incertitude sur la concentration en ions hydronium [H3O+] de 11,5%.»  – Source : chimalim.free.fr/bdd/pHacid-v1b.pdf

Ainsi, il existe un double problème pour calculer le pH océanique global de la Terre : des pH différents d’un lieu à l’autre (à cause de nombreux paramètres comme la pluie, l’ensoleillement, la date de l’année à cause des saisons, la fonte, la reglaciation, etc, qui font varier le pH), et une petite marge d’erreur sur chaque pH lui-même.

L’acidification océanique est une réalité (surtout en été lors de la fonte des glaces de l’Arctique, quand l’océan moins salé peut absorber le CO2 rendant l’eau plus acide, en septembre/octobre l’effet inverse se produit a priori à cause de la reformation des glaces, mais cela tend cependant à l’acidification sur le long terme climatologique, d’un été à l’autre). Mais les données anciennes pour comparer, comment sont-elles obtenues ?

Le fond du problème n’est pas qualitatif (l’acidification est bien réelle), mais quantitatif. Ainsi, les prédictions futuristes sont à considérer avec précaution.

Ce qu’on oublie aussi, c’est que d’une saison à l’autre le pH varie beaucoup par rapport à la lente acidification océanique d’un été à l’autre. Les variations saisonnières du pH océanique sont quantitativement pires que la lente acidification océanique. N’est-ce pas ? Et est-ce que les océans fonctionnent comme une solution tampon dont la particularité est qu’une faible variation du pH selon le couple acido-basique dioxyde carbonique et hydrogénocarbonate ? Je cite l’université de Picardie : «Le mélange de ces électrolytes forme une solution tampon, ce qui explique que le pH de l’eau de mer soit constant et légèrement basique (pH = 8,2).»  Source : http://www.u-picardie.fr/~beaucham/mbg6/oceano/oceano.htm

En chimie, une solution tampon est une solution qui maintient approximativement le même pH malgré l’addition de petites quantités d’un acide ou d’une base, ou malgré une dilution. Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Solution_tampon

Évidemment, malgré les questions sur les données quantitatives, cela ne nie en aucun cas la réalité du phénomène d’acidification.

Le problème principal ce sont les émissions de CO2. Il faut absolument limiter les gaz à effet de serre. Pour cela, on devrait interdire une bonne fois pour toute la déforestation mondiale, parce que moins de forêt c’est moins de CO2 absorbé. Pour rappel : 13 millions d’hectares de forêts disparaissent sans être remplacées chaque année sur Terre. Sachant que 100 hectares sont équivalents à 1 km², alors 130 000 km² de forêts disparaissent dans le monde sans être remplacées chaque année. Oui, chaque année, c’est l’équivalent de la superficie de l’Angleterre qui disparaît en forêts chaque année dans le monde ! C’est aussi équivalent à la disparition d’une forêt de la taille d’un grand terrain de football (120 mètres × 90 mètres) toutes les 3 secondes !

Actuellement, le nucléaire est le meilleur moyen (avec l’éolien, l’hydroélectricité et le photovoltaïque) de lutter contre les émissions de dioxyde de carbone qui est la cause principale de l’effet de serre. Dans cette lutte contre l’effet de serre, la France ne représente qu’environ 1% de la planète, donc agir à l’échelle d’un seul pays n’a aucun sens si l’effort écologique ne s’applique pas à l’ensemble de la planète. Mais un jour, c’est une évidence, il faudra bien fermer les centrales nucléaires. La vie des centrales n’est pas éternelle. Il faut donc des solutions alternatives. Le projet EPR est la solution postnucléaire, mais comme les énergies vertes, ça aussi c’est très coûteux… Autre solution plus simple : réduire les gaspillages, mais pour commencer les idéologues donneurs de leçons devraient nous montrer l’exemple (vous voyez l’ironie, avec les déplacements privés en avion pour se réunir au G20 ?…)

Si les incertitudes ne doivent pas nous empêcher d’agir pour préserver l’environnement, la moindre des choses est d’être transparent en science. Ainsi, je me pose encore cette question : Pourquoi exprimer une variation physique (l’acidité) par un pourcentage plutôt qu’en indiquant les données quantitatives elles-mêmes ? Présenter une information sous cette forme, c’est bizarre je trouve.

Image d’une page du magazine Science-et-Avenir de juin 2008, page 22 :

Sur le même thème : https://jpcmanson.wordpress.com/2011/12/06/cours-de-chimie-leau-de-mer-nest-pas-acide-mais-alcaline/

savantfou

 

© 2013 John Philip C. Manson

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