L'acidification des océans

Exercice supplémentaire · niveau 2 · enseignement scientifique (terminale), chapitre 3 — Le climat du futur

Énoncé

Le pH de l'eau de mer de surface est passé d'environ $8, 2$ à $8, 1$ depuis l'ère préindustrielle. On rappelle que $pH = - lo g [H X_{3} O X^{+}]$ , la concentration étant exprimée en $m o l / L$ . 1. Calculer $[H X_{3} O X^{+}]$ pour chacune des deux valeurs. 2. Calculer la variation relative de $[H X_{3} O X^{+}]$ . 3. Dans le scénario le plus émetteur, le pH pourrait atteindre $7, 9$ en $2100$ . Calculer alors $[H X_{3} O X^{+}]$ et la variation relative depuis l'ère préindustrielle. 4. L'eau de mer devient-elle acide au sens chimique du terme ? 5. Pourquoi cette évolution est-elle indépendante du réchauffement ?

Corrigé

1. $[H X_{3} O X^{+}] = 1 0^{- pH}$ . Pour $pH = 8, 2$ : $1 0^{- 8, 2} = 6, 3 \times 1 0^{- 9} m o l / L$ . Pour $pH = 8, 1$ : $1 0^{- 8, 1} = 7, 9 \times 1 0^{- 9} m o l / L$ .

2. $\frac{7 , 9 - 6 , 3}{6 , 3} = 0, 26$ , soit une augmentation d'environ $26 %$ — que l'on arrondit souvent à $30 %$ . Une variation de $0, 1$ unité de pH, qui paraît minime, correspond donc à un quart d'ions hydronium en plus : c'est la conséquence du caractère logarithmique de l'échelle.

3. $1 0^{- 7, 9} = 1, 26 \times 1 0^{- 8} m o l / L$ . Par rapport à la valeur préindustrielle : $\frac{1 , 26 \times 1 0 ^{- 8}}{6 , 3 \times 1 0 ^{- 9}} = 2, 0$ , soit un doublement — une augmentation de $100 %$ .

4. Non. Un milieu est acide lorsque son pH est inférieur à $7$ ; l'eau de mer reste basique. Le terme « acidification » décrit un déplacement vers l'acidité, non un état acide. C'est un exemple utile de vocabulaire scientifique dont le sens ordinaire induit en erreur : il faut savoir le dire, sans pour autant en conclure que le phénomène serait exagéré — ce qui compte pour les organismes calcifiants, c'est la disponibilité des ions carbonate, qui diminue effectivement.

5. Parce qu'elle résulte de la dissolution du dioxyde de carbone dans l'eau, réaction chimique qui a lieu quelle que soit la température. Même si le climat ne se réchauffait pas du tout, l'acidification se produirait à l'identique. C'est d'ailleurs pourquoi certains la qualifient d'« autre problème du $CO X_{2}$ » : les solutions qui traitent le symptôme thermique — par exemple les projets de géo-ingénierie visant à réfléchir une partie du rayonnement solaire — n'y changeraient rien.

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