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Cycle du carbone (HU) : Différence entre versions

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Le cycle du carbone dans l’écosystème terre fait apparaître différents processus qui interviennent à des échelles de temps très diverses : évolution des composants organiques dans les chaînes alimentaires, gaz carbonique dans l’atmosphère, dissolution dans l’hydrosphère, processus géologiques.
 
Le cycle du carbone dans l’écosystème terre fait apparaître différents processus qui interviennent à des échelles de temps très diverses : évolution des composants organiques dans les chaînes alimentaires, gaz carbonique dans l’atmosphère, dissolution dans l’hydrosphère, processus géologiques.
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==Cycle global du carbone==
 
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Le cycle global du carbone (''figure 1'') décrit les échanges entre les 4 composantes de la planète : la lithosphère, l'hydrosphère, la biosphère et l'atmosphère. Ce cylce global est très important en particulier vis à vis de la problématique de l'augmentation de la concentration atmosphérique en CO<sub>2</sub>.
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Le cycle global du carbone (''figure 1'') décrit les échanges entre les 4 composantes de la planète : la [[Lithosphère (HU)|lithosphère]], l'hydrosphère, la biosphère et l'atmosphère. Ce cycle global est très important en particulier vis à vis de la problématique de l'augmentation de la concentration atmosphérique en CO<sub>2</sub>.
  
 
[[File:cycle global du carbone.JPG|500px|center|thumb|<center>''<u>Figure 1</u> : Cycle global du carbone ; <u>Source</u> : [http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s3/cycle.carbone.html Université Laval].''</center>]]
 
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* un cycle court dont l'échelle temporelle varie entre l'année et le siècle et qui caractérise les échanges entre la biosphère, l'atmosphère et la couche superficielle de l'océan. Les phénomènes principaux sont la respiration, la photosynthèse et la transformation de carbone organique en carbonates (principalement dans les coquilles d'organismes océaniques) ; ce cycle court est également aux articles [[Carbone (HU)]] et [[Cycle trophique (HU)]] ;  
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* un cycle court dont l'échelle temporelle varie entre l'année et le siècle et qui caractérise les échanges entre la biosphère, l'atmosphère et la couche superficielle de l'océan. Les phénomènes principaux sont la respiration, la photosynthèse et la transformation de carbone organique en carbonates (principalement dans les coquilles d'organismes océaniques) ; ce cycle court est également traité aux articles [[Carbone (HU)]] et [[Cycle trophique (HU)]] ;  
 
* un cycle long dont l'échelle temporelle varie de quelques milliers à plusieurs millions d'années et qui caractérise les échanges entre la lithosphère et les trois autres composantes (principalement enfouissement de matière organique, sédimentation des carbonates et altération due à l'érosion).
 
* un cycle long dont l'échelle temporelle varie de quelques milliers à plusieurs millions d'années et qui caractérise les échanges entre la lithosphère et les trois autres composantes (principalement enfouissement de matière organique, sédimentation des carbonates et altération due à l'érosion).
  
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Les différents flux peuvent finalement être décrits de la manière suivante : les végétaux utilisent essentiellement le gaz carbonique de l’atmosphère qu’ils décomposent par [[Photosynthèse (HU)|photosynthèse]], puis restituent par respiration et décomposition de la [[Matière organique / MO (HU)|matière organique]] morte. Les océans peuvent, vis-à-vis du cycle du carbone, être décomposés en deux compartiments ayant très peu d’interactions. La plupart des processus biologiques se produisent en surface où le [[Phytopharmaceutiques (produits) (HU)|phytoplancton]] utilise le dioxyde de carbone pour la photosynthèse, phénomène qui sert de base à une longue chaîne alimentaire. C’est également dans les océans que le gaz carbonique est fixé pour le long terme par des processus bio-géologiques. Beaucoup d’organismes marins se constituent en effet des enveloppes en carbonate qui sédimentent au fond de l’océan lors leur mort. Ce cycle est actuellement fortement perturbé par la combustion de réserve lithosphérique de carbone fossile qui augmente la teneur atmosphérique en dioxyde de carbone. Ce phénomène constitue l'une des cause principales du [[Changement climatique (HU)|changement climatique]] (en relation avec d’autres gaz à effet de serre).
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Les différents flux peuvent finalement être décrits de la manière suivante : les végétaux utilisent essentiellement le gaz carbonique de l’atmosphère qu’ils décomposent par [[Photosynthèse (HU)|photosynthèse]], puis restituent par respiration et décomposition de la [[Matière organique / MO (HU)|matière organique]] morte. Les océans peuvent, vis-à-vis du cycle du carbone, être décomposés en deux compartiments ayant très peu d’interactions. La plupart des processus biologiques se produisent en surface où le [[Phytoplancton (HU)|phytoplancton]] utilise le dioxyde de carbone pour la photosynthèse, phénomène qui sert de base à une longue chaîne alimentaire. C’est également dans les océans que le gaz carbonique est fixé pour le long terme par des processus bio-géologiques. Beaucoup d’organismes marins se constituent en effet des enveloppes en carbonate qui sédimentent au fond de l’océan lors leur mort. Ce cycle est actuellement fortement perturbé par la combustion de réserve lithosphérique de carbone fossile qui augmente la teneur atmosphérique en dioxyde de carbone. Ce phénomène constitue l'une des cause principales du [[Changement climatique (HU)|changement climatique]] (en relation avec d’autres gaz à effet de serre).
  
 
<u>Pour en savoir plus</u>: http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s3/cycle.carbone.html
 
<u>Pour en savoir plus</u>: http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s3/cycle.carbone.html

Version actuelle en date du 12 juillet 2020 à 10:53

Traduction anglaise : Carbon cycle

Dernière mise à jour : 12/7/2020

Le cycle du carbone dans l’écosystème terre fait apparaître différents processus qui interviennent à des échelles de temps très diverses : évolution des composants organiques dans les chaînes alimentaires, gaz carbonique dans l’atmosphère, dissolution dans l’hydrosphère, processus géologiques.

Il est donc difficile de décrire simplement un cycle du carbone et il est préférable de parler de différents cycles.

Sommaire

[modifier] Cycle global du carbone

Le cycle global du carbone (figure 1) décrit les échanges entre les 4 composantes de la planète : la lithosphère, l'hydrosphère, la biosphère et l'atmosphère. Ce cycle global est très important en particulier vis à vis de la problématique de l'augmentation de la concentration atmosphérique en CO2.

Figure 1 : Cycle global du carbone ; Source : Université Laval.

La figure 1 montre que le plus grand réservoir de carbone est de loin constitué par les roches sédimentaires avec 50 millions de gigatonnes (soient 5.1016 tonnes) stockées sous forme inorganique. Ce stock litosphérique représente 10 000 fois plus que le stock correspondant à la matière vivante, lequel est du même ordre de grandeur que la masse de CO2 atmosphérique. La réserve océanique paraît également importante, mais en pratique ce carbone est essentiellement stocké dans l'océan profond et cette couche océanique échange très peu avec l'atmosphère.

Les flux indiqués en rouge sont les sources artificielles (d'origine humaine) qui contribuent à enrichir l'atmosphère en gaz carbonique avec le volcanisme, la combustion des réserves fossiles de charbon et de pétrole représentant la part principale. Les puits de gaz carbonique atmosphériques sont de deux types :

  • les puits provisoires avec un stockage dans la biosphère ou dans les océans ;
  • les puits pérennes avec un stockage dans la lithosphère (essentiellement par précipitation des carbonates).

Il est à noter que les réserves totales de carbone contenues dans les combustibles fossiles représentent plus de 8 fois la quantité de carbone contenue dans l'atmosphère.

[modifier] Cycle du carbone organique

Ce cycle correspond à des processus biochimiques et concerne des valeurs de flux très faibles par rapport aux stocks présentés précédemment, mais qui sont essentiels à la fois à la vie sur terre et à l'équilibre du cycle global. Il est schématisé par la figure 2. Dans son fonctionnement "naturel" (hors intervention humaine) il peut être décomposé en deux parties :


Figure 2 : Cycle du carbone organique ; Source : Université Laval.
  • un cycle court dont l'échelle temporelle varie entre l'année et le siècle et qui caractérise les échanges entre la biosphère, l'atmosphère et la couche superficielle de l'océan. Les phénomènes principaux sont la respiration, la photosynthèse et la transformation de carbone organique en carbonates (principalement dans les coquilles d'organismes océaniques) ; ce cycle court est également traité aux articles Carbone (HU) et Cycle trophique (HU) ;
  • un cycle long dont l'échelle temporelle varie de quelques milliers à plusieurs millions d'années et qui caractérise les échanges entre la lithosphère et les trois autres composantes (principalement enfouissement de matière organique, sédimentation des carbonates et altération due à l'érosion).

Ces deux cycles sont fortement modifiés par l'activité humaine et en particulier par la combustion rapide des réserves de carbone fossile qui transforme l'une des composantes du cycle long en une composante du cycle court.

[modifier] Cycle du carbone inorganique

La principale composante du cycle inorganique du carbone (c'est à dire ne dépendant que de processus physico-chimiques) concerne les échanges entre l'atmosphère et l'océan. Tous les autres flux sont beaucoup plus lents et correspondant à des échelles de temps géologiques.


Figure 3 : Cycle du carbone inorganique ; Source : Université Laval.

[modifier] Synthèse

Les différents flux peuvent finalement être décrits de la manière suivante : les végétaux utilisent essentiellement le gaz carbonique de l’atmosphère qu’ils décomposent par photosynthèse, puis restituent par respiration et décomposition de la matière organique morte. Les océans peuvent, vis-à-vis du cycle du carbone, être décomposés en deux compartiments ayant très peu d’interactions. La plupart des processus biologiques se produisent en surface où le phytoplancton utilise le dioxyde de carbone pour la photosynthèse, phénomène qui sert de base à une longue chaîne alimentaire. C’est également dans les océans que le gaz carbonique est fixé pour le long terme par des processus bio-géologiques. Beaucoup d’organismes marins se constituent en effet des enveloppes en carbonate qui sédimentent au fond de l’océan lors leur mort. Ce cycle est actuellement fortement perturbé par la combustion de réserve lithosphérique de carbone fossile qui augmente la teneur atmosphérique en dioxyde de carbone. Ce phénomène constitue l'une des cause principales du changement climatique (en relation avec d’autres gaz à effet de serre).

Pour en savoir plus: http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s3/cycle.carbone.html

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