Le cycle biogéochimique du carbone

Le cycle biogéochimique du carbone

Le cycle biogéochimique du carbone

I. Le cycle du carbone

Il existe différents réservoirs de carbone. Un réservoir de carbone est défini par sa nature, sa localisation et la masse de son contenu. On va distinguer différents réservoirs superficiels de carbone : l’atmosphère, la biomasse (qu’elle soit continentale ou océanique), et les sols par exemples. Tous ces réservoirs échangent du dioxyde de carbone : ils sont donc quantifiés par des flux. Ces flux se mesurent en tonnes de carbone par an, ou en gigatonne (Gt).

Attention sur le schéma, toutes les valeurs ne sont pas à connaître. Elles sont simplement données pour se donner une idée de l’importance quantitative de ces différents réservoirs. Beaucoup de dioxyde de carbone se trouve dans les réservoirs sédimentaires, plus que dans l’atmosphère par exemple.

Le cycle du carbone est dit équilibré, c’est-à-dire que la quantité de dioxyde de carbone est constante lorsque les flux, les entrées et sorties de carbone entre les différents réservoirs, sont équilibrés. Par exemple, on constate que le dioxyde de carbone rejeté vers l’atmosphère par la biomasse continentale est équivalente à l’entrée de carbone par la biomasse continentale.

L’ensemble de ce cycle forme donc le cycle du carbone équilibré.

II. La formation d’une roche carbonée

Le dioxyde de carbone va permettre la formation de roches carbonées comme le charbon ou le pétrole. Ce sont des roches carbonées qui appartiennent au domaine de la lithosphère et qui sont riches en éléments carbone.

Si on prend des fossiles de charbon, on peut y trouver des traces d’organismes vivants comme Pecopteris ou Sigillaria (voir photo ci-dessus). Ce sont des organismes photosynthétiques, c’est-à-dire qu’ils vont prélever du dioxyde de carbone, prélever de l’eau, former du sucre et relâcher du dioxygène. Ainsi les roches carbonées sont issues de la matière organique des êtres vivants, qui s’est constituée à partir de ce carbone, de ce dioxyde de carbone, et qui a été enfouie, fossilisée.

Pour que la matière organique soit préservée, il faut qu’elle soit enfouie rapidement sous de grandes quantités de sédiments et dans un milieu qui est pauvre en dioxygène. Si le milieu est riche en dioxygène, la matière organique va être décomposée, elle va être détruite. Quand il y a cet enfouissement rapide en absence de dioxygène, on va avoir environ moins d’1 % de la biomasse des êtres vivants qui est ainsi préservée et transformée en roches carbonées, donc riches en carbone, telles que le charbon et le pétrole.

III. La combustion des roches carbonées, énergie non renouvelable

La combustion des roches carbonées, par les activités humaines, c’est-à-dire l’utilisation du charbon et du pétrole pour les transports (automobile, bateau, chauffage, électricité à usage domestique et industriel) va relâcher ce carbone qui était emprisonné dans le réservoir au niveau de l’atmosphère. Il va ainsi y avoir un déséquilibre dans ce cycle, et au niveau du réservoir atmosphérique, une plus grande quantité de dioxyde de carbone qui va rentrer qu’il ne va en sortir.

Ce qu’il est très important de comprendre, c’est que les combustibles fossiles tels que le charbon et le pétrole se sont formés à partir de la matière organique des êtres vivants, il y a plusieurs centaines de millions d’années, ce qui fait que leur utilisation actuelle ne permet par un renouvellement rapide des stocks. Ainsi, on dit que le charbon et le pétrole sont des énergies fossiles non renouvelables.