Le cycle du carbone
Tous les compartiments du système climatique contiennent du carbone sous différentes formes : dioxyde de carbone (CO2) gazeux dans l’atmosphère et dissous dans les eaux océaniques, roches carbonatées, matière organique, etc. Les compartiments échangent ce carbone par différents mécanismes. L’ensemble des compartiments et des flux constitue le « cycle du carbone » (Figure 5.8).
Les carburants fossiles (pétrole, charbon, gaz naturel) représentent les roches carbonées stockées dans la lithosphère. Ils sont créés à partir de matière organique. Cette transformation est très lente, de l’ordre de plusieurs dizaines de millions d’années ; les carburants utilisés actuellement ont été formés principalement au Paléozoïque et au Mésozoïque, soit entre -540 et -65 millions d’années. Les hydrocarbures ne sont donc pas renouvelables à l’échelle humaine. De plus, la transformation et l’enfouissement dans les sédiments ne peuvent s’effectuer que suivant des conditions particulières ; les réserves sont donc relativement rares à la surface de la planète.
Les perturbations du cycle par la combustion des hydrocarbures
Soustraits au cycle global du carbone, les hydrocarbures constituent une réserve conséquente de carbone (« puits de carbone »). Leur combustion rejette dans l’atmosphère le carbone accumulé, sous forme de dioxyde de carbone (CO2). Le cycle du carbone modifié par les activités anthropiques est dit « perturbé » (Figure 5.8).
Il existe un équilibre entre les différents réservoirs (Figure 5.8) : suite à l’augmentation anthropique du taux de CO2 atmosphérique (6,4 GtC/an), une partie du carbone en excès est absorbée par l’océan sous forme de CO2 dissous (2,2 GtC/an) (IPCC, 2007a : Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press. 996 p.). L’augmentation de la végétation est également un puits de carbone (1 GtC/an). L’absorption par les puits océanique et terrestre s’altère progressivement car les réservoirs se saturent ; le réchauffement diminue la solubilité du CO2, dont l’absorption par l’océan diminue.
L’ajout de CO2 dans l’océan augmente la concentration en acide carbonique (HCO3–) et en protons (H+) (IPCC, 2007aIPCC, 2007a : Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press. 996 p.). Il en résulte une acidification des océans : le pH océanique global a diminué de 0,1 depuis 1750. Cette acidification réduit la formation des coquilles carbonatées (« calcification ») pour les organismes marins et pourrait conduire à long terme à la dissolution des sédiments carbonatés.
