Le changement climatique et l’acidification des océans menacent le patrimoine culturel sous‑marin

Museums cachés sous les vagues

Partout dans le monde, des traces de civilisations passées reposent paisiblement au fond de la mer : cités englouties, ports, épaves et statues sculptées dans la pierre. On associe généralement le changement climatique aux menaces pesant sur les ours polaires ou les récifs coralliens, mais cette recherche montre qu’il met aussi en péril ces capsules temporelles sous‑marines. À mesure que les océans absorbent davantage de dioxyde de carbone atmosphérique et s’acidifient, les pierres mêmes qui conservent notre histoire commencent à se dissoudre, effaçant lentement des détails qui ont traversé des millénaires.

Pourquoi l’eau de mer tourne contre la pierre

Les océans fonctionnent comme d’immenses régulateurs climatiques, absorbant la chaleur et une grande partie du dioxyde de carbone produit par les activités humaines. Ce service a un coût : lorsque le dioxyde de carbone se dissout dans l’eau de mer, il forme un acide faible qui abaisse le pH. Depuis l’ère préindustrielle, l’acidité moyenne des océans a déjà augmenté d’environ 30 % et devrait encore s’accentuer si les émissions de gaz à effet de serre restent élevées. Si les scientifiques ont longtemps étudié les effets sur la vie marine – en particulier les organismes construisant des coquilles – l’impact sur le patrimoine culturel sous‑marin fabriqué à partir de roches carbonatées comme le marbre et le calcaire a reçu relativement peu d’attention.

Tester des pierres anciennes dans des océans du futur

Pour combler ce manque, les auteurs ont conçu une expérience reproduisant des océans passés, présents et possibles à venir. Ils se sont concentrés sur quatre pierres de construction historiques courantes : le marbre de Carrare, le travertin romain, un calcaire dense connu sous le nom de pierre d’Istrie et un calcaire poreux plus fragile. Certains échantillons ont été placés pendant un an près de sources naturelles de dioxyde de carbone au large de l’île d’Ischia en Italie, où des bulles de gaz volcanique créent des zones d’eau de mer de pH variable. D’autres ont été exposés dans un bassin de laboratoire sur mesure contrôlant précisément la température, la pression et le pH. En scannant à plusieurs reprises les surfaces en trois dimensions, l’équipe a mesuré la quantité de matière perdue et l’évolution de la texture dans chaque condition.

De l’altération lente à l’érosion incontrôlée

Les résultats montrent que les conditions océaniques d’aujourd’hui et du passé entraînent seulement de faibles pertes sur la plupart de ces pierres – souvent moins d’un millionième de mètre par an pour le marbre et le calcaire dense, et un peu plus pour la variété poreuse. Mais à mesure que le pH chute vers les valeurs attendues plus tard ce siècle en cas d’émissions élevées, le rythme de perte augmente fortement, et à des pH encore plus bas il s’accélère de façon dramatique. À un pH de 7,0 par exemple, un calcaire poreux peut perdre des centaines de micromètres de surface chaque année, soit plus de dix fois sa perte aux niveaux de pH modernes. La relation est exponentielle : une baisse modeste supplémentaire du pH peut signifier plusieurs fois plus d’érosion, en particulier pour les pierres plus faibles et plus poreuses.

La vie sur la pierre : amie et ennemie

L’étude a aussi suivi la colonisation biologique des pierres, car la biologie peut à la fois protéger et attaquer la surface. Dans des eaux proches du pH moderne, des animaux à coquille dure comme les balanes et les vers tubicoles, ainsi que des algues rouges croûteuses, forment des couches d’encrassement épaisses. Ces croissances rugueuses et irrégulières modifient profondément la texture de la pierre et peuvent y creuser des empreintes, mais elles servent aussi d’armure qui protège partiellement la roche en dessous. À mesure que l’eau devient plus acide, la biodiversité diminue : balanes et de nombreux bryozoaires disparaissent, ne laissant que des algues molles ou aucune croûte significative dans les conditions les plus extrêmes. Sans ces couches d’encrassement, la pierre nue est exposée plus directement à l’attaque chimique.

Un aperçu de la future galerie sous‑marine

En combinant leurs données expérimentales avec des projections climatiques du pH océanique futur, les auteurs ont établi des chronologies et des cartes mondiales des risques. Dans le cas d’un effort soutenu pour réduire les émissions, l’érosion des pierres resterait proche des niveaux préindustriels au cours de ce siècle. Dans une trajectoire d’émissions élevées, toutefois, la dégradation du patrimoine pierreux sous‑marin pourrait devenir quatre à six fois plus rapide qu’autrefois, avec des dégâts particulièrement rapides dans les mers froides des hautes latitudes qui absorbent davantage de dioxyde de carbone. Des simulations numériques suggèrent qu’une statue de marbre laissée sous l’eau pendant 500 ans dans un tel océan futur pourrait perdre les traits fins du visage et les détails de surface ; des pierres plus délicates pourraient perdre des centimètres de matière en un siècle seulement — des dommages qui autrefois auraient pris des millénaires.

Sauver l’histoire avant qu’elle ne se dissolve

Pour le grand public, le message est simple : les mêmes processus qui menacent les coraux et les coquillages érodent discrètement les archives sous‑marines de l’histoire humaine. L’acidification des océans, provoquée par nos émissions de carbone, transforme des pierres autrefois durables en une coquille qui rétrécit lentement. Maintenir des émissions faibles permet de garder le pH océanique plus proche de sa plage historique, gagnant du temps pour ces sites immergés. Parallèlement, les gestionnaires du patrimoine devront développer de nouvelles stratégies — de la documentation soignée et la numérisation 3D à des récupérations sélectives et des revêtements protecteurs innovants — pour s’assurer que les récits gravés dans la pierre sous‑marine ne se perdent pas dans une mer plus corrosive.

Citation: Germinario, L., Munari, M., Moro, I. et al. Climate change and ocean acidification pose a risk to underwater cultural heritage. Commun Earth Environ 7, 157 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03184-w

Mots-clés: acidification des océans, archéologie sous‑marine, patrimoine culturel, changement climatique, érosion de la pierre