Cycle du carbone

Description des stocks et transformations du carbone. Le carbone est l’un des éléments caractéristiques de la matière vivante du fait de son aptitude à se combiner à une multitude de composés chimiques. Il est présent naturellement sous la forme de gaz carbonique, un grand nombre d'espèces vivantes sont incapables de le réduire et de le fixer. Un cycle du carbone s'est instauré parmi les êtres vivants, allant des organismes autotrophes, qui fixent le carbone du CO2, aux hétérotrophes, qui consomment les produits élaborés par les premiers, la respiration restituant au milieu du CO2 à nouveau disponible. Les végétaux verts et diverses bactéries sont capables de photosynthèse et peuvent, grâce à l'énergie solaire captée par les chlorophylles, réduire le CO2 et élaborer des glucides. On estime à 25 milliards de tonnes la quantité de CO2 fixée chaque année par les organismes marins et à 50 milliards de tonnes celle qui est fixée au milieu terrestre. La plus grande partie du carbone de la planète est stockée (réservoir de carbone) dans les océans, soit dans les couches profondes de l'eau (40 millions de milliards de tonnes), soit dans les sédiments marins (20 millions de milliards de tonnes), soit dans les couches superficielles de l'eau (630 milliards de tonnes). Les êtres vivants océaniques n'immobilisent que 3 milliards de tonnes de carbone, contre 800 milliards environ pour les organismes terrestres. Sur les continents, les sols stockent environ 1.500 milliards de tonnes de carbone. Enfin, l'atmosphère en contient 714 milliards de tonnes. Jusqu'à une période récente marquée par le développement des activités industrielles, le cycle du carbone à l'échelle du globe était à peu près équilibré, conduisant à une relative stabilité de la teneur en dioxyde de carbone de l'atmosphère. Aujourd'hui, celle-ci augmente régulièrement du fait du déstockage du carbone contenu dans le charbon et le pétrole, de la déforestation et de l'industrialisation de l'agriculture. D’après des données publiées dans ''L'avenir Climatique'' (Editions du Seuil - collection Science ouverte - mars 2002), les activités humaines ajouteraient à ces échanges (changement climatique) : - 6 Gt environ due à la combustion des énergies fossiles et à la production de ciment, - 1 Gt environ due à la déforestation. Il est important de noter que ces flux sont connus à ± 1 Gt près, incertitude significative pour des flux du même ordre de grandeur. En revanche, l'augmentation de la concentration atmosphérique en CO2 à un rythme jamais observé est là pour confirmer qu'il existe un surplus d'émission de ce gaz (par rapport à une situation normale du cycle du carbone) dû à l’activité humaine. Une fois le carbone émis dans l'atmosphère, sous forme de gaz carbonique, divers phénomènes vont permettre son absorption lente par ce que l'on appelle des puits de carbone.