Le réchauffement océanique est une conséquence du réchauffement atmosphérique qui lui-même résulte de l’augmentation de l’effet de serre. Le surcroit d’énergie est essentiellement stockée par les océans. Ce réchauffement des océans est une des causes de leur fragilisation.

Réchauffement océanique et réchauffement atmosphérique sont les composantes majeures du réchauffement planétaire.

L’océan est le principal réservoir d’énergie du système Terre. Avec des profondeurs de plus de 10 000 mètres et une moyenne d’environ 3 800 m, l’océan possède une inertie thermique gigantesque. C’est sur celle-ci que reposent les équilibres climatiques. Ainsi, l’océan limite l’intensité des changements climatiques.

Toujours en raison de son immense volume et des courants qui transportent vers les grandes profondeurs le CO₂ atmosphérique capté en surface, l’océan absorbe environ un quart des émissions anthropiques de carbone, minimisant ce que serait l’effet de serre sans ce captage.

En janvier 2024, la température moyenne mondiale de la surface des océans a connu un nouveau record avec 21,10 °C. Cette élévation des températures est due, en particulier, au réchauffement atmosphérique.

Seulement 1 % de la chaleur supplémentaire que nous créons par nos émissions de gaz à effet de serre reste dans l’atmosphère, environ 90 % de l’excédent thermique vont dans les océans. Ce transfert de chaleur explique l’augmentation de température des océans.

L’accumulation d’énergie dans les masses considérables des océans rend le changement climatique irréversible à des échelles de temps de plusieurs siècles.

L’élévation des températures océaniques a plusieurs conséquences qui sont abordées ci-dessous.

Le réchauffement de l’océan est potentiellement à l’origine d’une perte de dynamisme des courants marins et le climat terrestre pourrait s’en trouver altéré. Pour cet aspect, on se reportera à l’entrée « courant marin ».

On estime qu’actuellement, la hausse du niveau des océans est liée pour 1/3 à la dilatation thermique des océans, et pour 2/3 à la fonte des glaciers (montagnes et glaciers polaires). 

Alors que le niveau des océans n’était monté que de 5 cm sur les trois derniers millénaires, il s’est élevé d’une quinzaine de centimètres au cours du dernier siècle, pour moins de 1 °C d’augmentation de la température. Depuis 2013, à l’échelle du globe, l’élévation moyenne a été de 4,4 mm par an ; cela laisse imaginer ce que pourrait être l’élévation à l’échelle du siècle !

Le dioxygène se dissolvant moins dans les eaux chaudes, son taux global a baissé de 1 à 2 % entre 1960 et 2010. Cette désoxygénation va se poursuivre. Les conséquences sur la biodiversité seront importantes.

Près des littoraux, les zones appauvries en dioxygène se multiplient. À l’extrême (zones hypoxiques puis anoxiques), elles donnent des zones dites «mortes», puisque la vie y a disparu. Dans ces cas, le phénomène est dû, en grande partie, à cause de l’eutrophisation des eaux, en raison d’un apport excessif de résidus d’engrais dans des eaux peu profondes et chaudes.

L’océan est un important puits de CO₂. Il séquestre ainsi près de 30 % du CO₂ émis par les humains. Globalement, il en contient environ 50 fois plus que l’atmosphère. Il s’y trouve sous différentes formes : gaz dissout, ions carbonates, et matière organique. Une part de cette dernière rejoint les fonds océaniques et sédimente.

Le piégeage du CO₂ par les océans est le résultat du couplage de deux phénomènes, l’un physique, l’autre biologique :

• mécanisme physique : le CO₂ atmosphérique se dissout naturellement dans l’océan. Cette dissolution est plus grande à basse température. En outre, l’eau froide étant plus dense, elle plonge, emportant le CO₂ dissous vers le plancher océanique où il est stabilisé en raison des hautes pressions. C’est donc du CO₂ extrait de l’atmosphère et moins effet de serre. Par contre, avec le réchauffement océanique moins de carbone est capté. Il y a donc une boucle de rétroaction conduisant à plus d’effet de serre et plus de réchauffement atmosphérique ;
• mécanisme biologique : ce mécanisme est celui de la photosynthèse qu’effectue le phytoplancton. Cette fonction fixe le CO₂ et le transforme en matière organique. Celle-ci bénéficie à toute une chaîne alimentaire. À la mort des organismes de cette chaîne, une partie de la matière organique se sédimente au fond de l’océan où le carbone est stocké. L’effet de serre est ainsi diminué et donc du réchauffement climatique aussi. Tout déséquilibre des écosystèmes marins va ainsi contrarier ce processus.

Globalement, on constate qu’avec le réchauffement océanique, la capacité des océans d’absorber (de solubiliser) le CO₂ diminue.

La question de l’acidification des océans en raison de l’élévation du taux de CO₂ dissout dans les océans est traitée avec l’entrée « acidification des océans ».

Les espèces adaptées aux eaux froides (océan Austral, par exemple) possèdent des adaptations physiologiques, en particulier un métabolisme ralenti qui leur permet de réduire le coût de leurs dépenses énergétiques, ou encore des enzymes dont le rendement est maximal à de basses températures. Ces adaptations sont le résultat de millions d’années d’évolution.

À la vitesse actuelle beaucoup trop élevée du réchauffement océanique, l’adaptation des espèces ne peut se faire. En outre, certaines n’ont pas la possibilité de migrer vers des zones plus froides, et pour la majorité de ces espèces, l’augmentation des températures génère un stress physiologique qui diminue leur chance de survie et/ou de reproduction.

Compte tenu des interactions multiples au sein des écosystèmes, le déséquilibre de ces derniers peut être très rapide et conduire à l’effondrement de leur biocénose.