21. Comment se fait l'échange de carbone entre l'atmosphère, les océans et la terre?
22. Comment sont exprimes les échanges de carbone entre les réservoirs?
23. Quel est le niveau actuel des échanges de carbone entre l'atmosphère, les océans et la terre?
Il y a sur la Terre une quantité finie mais extrêmement importante de carbone (Tableau 4.1). Le carbone est présent dans les océans, les sols, les réserves de carbone fossile, la roche mère, l'atmosphère et la biomasse végétale. On appelle cycle du carbone le déplacement du carbone, sous ses diverses formes, entre la surface de la Terre, son intérieur et l'atmosphère. Les principaux mécanismes de l'échange de carbone sont la photosynthèse, la respiration et l'oxydation. Un transfert a lieu entre les organismes vivants, l'atmosphère, la terre et l'eau (Fig. 4.1). Au cours des millions d'années, le cycle du carbone a concentré de grandes quantités de carbone dans la roche-mère, principalement sous forme de calcaire, et dans les combustibles fossiles.
On se représente le cycle du carbone sous forme de quatre réservoirs ou bassins interconnectés: l'atmosphère, la biosphère terrestre (y compris tes systèmes dulçaquicoles), les océans et les sédiments (y compris les combustibles fossiles). Le taux d'échange de carbone entre les réservoirs est appelé flux. Ces réservoirs sont soit des sources de carbone soit des puits de carbone. Les puits de carbone absorbent le carbone d'une autre partie du cycle du carbone alors que les sources de carbone libèrent du carbone. Par exemple, les plantes vertes absorbent le carbone de l'atmosphère et sont considérées comme un puits de carbone. Une usine qui libère du carbone dans l'atmosphère est considérée comme une source de carbone.
Les échanges entre les réservoirs portent sur de grandes quantités de carbone. Celles-ci sont exprimées en multiples de tonnes métriques. Les unités utilisées dans le présent document sont celles utilisées le plus souvent dans la littérature sur le changement climatique et le flux de carbone et sont définies comme suit:
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1 téragramme (Tg) |
= 1012 grammes ou 106 tonnes. |
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1 pétagramme (Pg) |
= 1015 grammes ou 109 tonnes. |
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1 gigatonne (Gt) |
= 109 tonnes ou 1 Pg. |
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1 Pg |
=1 Gt. |
Les concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère sont exprimées comme suit:
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ppmv |
= Parties par million en volume. |
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ppbv |
= Parties par milliard en volume. |
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pptv |
= Parties par trillion en volume. |
TABLEAU 4.1
REPARTITION ESTIMEE DE LA RESERVE TOTALE DE CARBONE
(Source: Sombroek et al 1993)
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Composante |
GtC |
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Océans |
38000 |
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Réserves de carbone fossile |
6000 |
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Sols |
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Carbone organique |
1200 |
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Carbonate de calcium |
720 |
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Atmosphère |
720 |
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Biomasse végétale |
560-835 |
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Total |
47220-47495 |
Selon les estimations pour la décennie 1980-89, les flux annuels de carbone dûs à des échanges de CO2 ont été les suivants (IPCC, 1994):
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Sources de CO2: |
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Emissions dues aux combustibles fossiles |
5,5±0,5 GtC/an |
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Emissions nettes dues à l'utilisation des terres tropicales (déforestation, etc.) |
1,6±1,0 |
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Emissions totales |
7,0±1,1 |
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Puits de CO2: |
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Accumulation dans l'atmosphère |
3,2±0,2 |
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Absorption par l'océan |
2,0±0,8 |
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Absorption par la repousse de la forêt dans l'hémisphère nord |
0,5±0,5 |
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Puits terrestres supplémentaires (ex: effet fertilisant dû au CO2, effet fertilisant dû à l'azote et effets climatiques) |
1,4±1,5 |
Les "puits terrestres supplémentaires" n'ont pas été quantifiés, mais on pense qu'ils sont les principales composantes de ce que l'on appelle le "puits de carbone manquant" qui n'a pas encore été comptabilisé.
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Encadré 4.1 Les tourbières - un important puits de carbone. Les tourbières pourraient être une composante supplémentaire importante dans le cycle global du carbone. Elles représentent une véritable réserve naturelle de carbone, contenant 500 à 1000 Gt de cet élément. Cette quantité est la même que celle stockée dans les arbres du monde et que celle actuellement présente dans l'atmosphère terrestre. Les tourbières couvrent environ 5 millions de km2 de la surface de la terre et vont de la toundra gelée aux réglons tropicales. Les grandes tourbières de Sumatra et de Bornéo ont accumulé de la tourbe jusqu'à une profondeur de 20 mètres pendant 8 000 ans et contiennent 100 fois plus de carbone par hectare que les forêts tropicales ombrophiles voisines (Pearce, 1994). Les tourbières peuvent être une source de carbone. En Irlande, la tourbe sert de combustible fossile. Par ailleurs, durant les saisons sèches, les tourbières peuvent brûler jusqu'à de grandes profondeurs et le feu continue de couver pendant longtemps. Les feux de tourbe sont extrêmement difficiles à éteindre |
