L’océan, puits de carbone

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Un puits de carbone est un réservoir naturel ou artificiel qui absorbe et stocke le carbone de l’atmosphère, grâce à des mécanismes physiques et biologiques. Le charbon, le pétrole, les gaz naturels, les hydrates de méthane et les roches calcaires sont autant d’exemples de puits de carbone.

À la suite de processus très longs, et sous certaines conditions, ces puits ont pu stocker du carbone depuis des millénaires. A contrario, l’utilisation de ces ressources, qualifiées de fossiles, réinjecte le carbone qu’ils contiennent dans l’atmosphère. Aujourd’hui, d’autres puits de carbone entrent en jeu : les sols qui accumulent de l’humus (comme les tourbières), certains milieux en voie de végétalisation (comme les forêts en formation) et bien sûr certains processus biologiques et physiques qui se passent en milieu marin.

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Ce sont ces derniers qui forment la « pompe à carbone océanique », aujourd’hui bien connue. Elle se compose de deux compartiments : d’une part une pompe biologique* qui transfère le carbone de la surface vers les fonds marins via la chaîne alimentaire (il y est alors stocké à long terme) et, d’autre part, la pompe physique* qui elle, découle de la circulation océanique. Aux pôles, l’eau plus dense coule vers les profondeurs, entraînant le carbone dissout avec elle. C’est dans les hautes latitudes en effet, que l’eau se charge plus facilement en CO2 car la dissolution du CO2 atmosphérique y est facilitée par la température moins élevée (d’où l’importance des régions polaires dans le cycle du carbone). Il est difficile de déterminer quelle quantité de carbone est stockée par ces mécanismes, mais on estime que l’océan concentre 50 fois plus de carbone que l’atmosphère. Pour certains scientifiques, la haute mer et sa colonne d’eau serait le plus grand puits de carbone de la planète, mais son avenir à grande échelle est encore inconnu, d’autant plus qu’avec l’acidification des océans, ce processus pourrait devenir moins efficace car il y aura moins de carbonates* disponibles.

Quand on parle de stockage de carbone, la notion de temps est essentielle. La pompe biologique répond vite aux perturbations. Elle peut donc se déséquilibrer jusqu’à réémettre du carbone dans l’atmosphère. La pompe physique, quant à elle, agit sur une autre échelle de temps. Les perturbations l’affectent plus difficilement mais pour plus longtemps. Une fois la machine en marche, il sera difficile de l’arrêter. Le carbone emmené vers le fond, par la circulation océanique, est temporairement soustrait du cycle de surface, mais ce processus est mal quantifié. Par ailleurs, après un voyage de plusieurs centaines d’années, qu’adviendra-t-il de ce carbone lors de la remontée de ces eaux à la surface ?

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La pompe biologique est donc la plus facile à mesurer. Elle repose sur la bonne santé des écosystèmes. En haute mer par exemple, l’écosystème planctonique est un acteur majeur. Tout ce qui est matière organique et qui tombe sur le fond participe à la pompe biologique et, quand les conditions le permettent, à la formation du pétrole. Les organismes calcaires comme les coccolithophorides, algues unicellulaires microscopiques participent aussi à soustraire le carbone du cycle naturel. Quand elles meurent, elles génèrent un flux net vertical de carbone. Ce carbone peut alors être stocké dans les profondeurs sur de longues périodes géologiques. Ces processus peuvent laisser des traces. Par exemple, les falaises de craies ne sont rien d’autre que l’accumulation de coccolithes (plaques calcaires recouvrant ces micro-algues) au fond des océans, qui se sont retrouvées plus tard en surface des continents, suite à des mouvements géologiques.

Les écosystèmes côtiers en bonne santé jouent déjà un rôle d’atténuation* face au changement climatique, notamment en captant du carbone pour leur développement. Par exemple, les mangroves, les herbiers et les marais salants sont d’importants puits de carbone. Ces trois derniers exemples stockent environ dix fois plus de carbone que les forêts continentales pour une même surface et pour une même période. Les coraux constructeurs de récifs deviennent puits de carbone quand ils se développent en emprisonnant du carbone dans leurs squelettes calcaires. Cependant ces écosystèmes côtiers couvrent peu de surface à l’échelle de la planète. De plus, ce sont des écosystèmes déjà fragilisés par l’urbanisation des côtes et les activités économiques littorales. La restauration de ces écosystèmes reste une priorité pour améliorer le stockage du carbone libéré en trop grande quantité dans l’atmosphère et nécessite des politiques ambitieuses.

Afin de lutter contre le changement climatique, des techniques de géo-ingénierie* sont étudiées pour stocker artificiellement du CO2 dans le puits de carbone océanique mais inquiètent la communauté scientifique car on n’a actuellement aucune idée des conséquences négatives d’éventuels déséquilibres ainsi induits. Cependant, la notion de puits de carbone est très controversée. Le cycle du carbone est complexe, d’autant plus qu’il est associé à des cycles d’autres éléments qui favorisent le réchauffement climatique. Ainsi, stocker du CO2 libère aussi de la vapeur d’eau qui joue un rôle dans l’effet de serre. Par ailleurs, à cause de l’augmentation de la concentration en gaz à effet de serre, la température de l’eau et son acidité sont en train de changer. Cela modifie les équilibres physico-chimiques et biologiques et risque d’affecter la pompe océanique. Toutes ces données devraient nous inciter à réfléchir au devenir des écosystèmes marins. Ces incertitudes devraient nous inciter à appliquer le principe de précaution et à protéger les écosystèmes marins.

 


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