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2.Le cycle CO2 HCO3- CO3

2.1.Précipitation et dissolution des carbonates.

Ces échanges mettent en jeu des masses considérables de carbone. Par exemple, l'Urgonien, dans les Alpes est une couche de calcaire qui occupe environ 300 km par 50 km. Un calcul simple montre que cette couche recèle environ 3300 Gt de CO2, soit plus que les 2750 Gt de CO2 atmosphérique actuellement. Or, cette couche s'est déposée en 5 millions d'années seulement, dans une très petite région du monde. A titre d’autre exemple, Pierre THOMAS calcule qu'en 1,6 millions d'années, le Rhône amène à la mer autant de CO2 sous forme de HCO3- que l'Atmosphère en contient. Cependant, ces échanges sont à très long terme réversibles et équilibrés, et ne conduisent pas à modifier de façon permanente la composition de l'Atmosphère.

2.2. Altération des silicates.

Cette réaction par contre est irréversible (à froid), et extrêmement importante. Pour l'illustrer Pierre Thomas présente les conséquences de l'érosion de l'Himalaya. Cette chaîne jeune est depuis 20 millions d'années soumise à l'érosion et l'altération. L'altération des silicates de l'Himalaya conduit à la formation des roches carbonatées dans les deltas sous marins du Gange et de l'Indus. Un calcul simple montre que ce seul phénomène a consommé en 20 millions d'années 62000 Gt de CO2 soit 22 fois le CO2 atmosphérique actuel ou 44% du CO2 des Océans. L'érosion de l'Himalaya peut ainsi être tenue pour responsable du ralentissement de l'effet de serre et du refroidissement du climat depuis 20 millions d'années, avec apparition de glaciers en Antarctique puis au Groenland et dans l'hémisphère Nord surtout depuis 2 millions d'années.

2.3. Métamorphisme, subduction et volcanisme.

L'altération des silicates, irréversible à froid est cependant réversible à chaud. Postérieurement à la subduction des calcaires et de la matière organique, la réaction inverse se produit et produit silicates et CO2, qui refont surface ultérieurement du fait du volcanisme. Ainsi, une reprise de l'orogenèse et de l'altération entraînent une baisse du CO2 atmosphérique, alors qu'une accélération du volcanisme, comme par exemple au Crétacé supérieur entraîne une augmentation du CO2.


3. Cycle CO2 - Matière organique - O2

3.1. Photosynthèse et respiration

Par comparaison avec les phénomènes évoqués précédemment, ce cycle est très court, 7 ans en moyenne. Les flux de 100 à 150 Gt/an sont 200 fois plus importants que la précipitation des carbonates par exemple. Mais contrairement à une opinion commune, ce cycle ne produit pas globalement de dioxygène. Pierre Thomas rectifie la croyance commune du grand public selon laquelle « les forêts produisent de l'oxygène».

Pierre Thomas présente le bilan annuel d'une forêt de bouleaux en Amérique du Nord : activité ralentie en hiver, production nette de dioxygène et consommation de CO2 de mai à juillet (photosynthèse dominante) puis consommation nette de dioxygène et dégagement de CO2 pendant l'été et l'automne (respiration dominante). Le bilan annuel est équilibré. Les variations annuelles du CO2 atmosphérique, directement liées à l'hémisphère Nord où se trouvent la plupart des forêts illustrent le fait.

3.2. Origine du dioxygène que nous respirons.

Si la photosynthèse des forêts actuelles ne produit pas d'O2, d'où vient l'O2 que nous respirons ?

De la photosynthèse ancienne, mais quand (et seulement quand) elle a été suivie d'une fossilisation et d'une sédimentation de la matière organique. A chaque fois qu'il se fossilise 12 g de C organique, les 32g d' O2 (sous-produit de la photosynthèse qui a produit ces 12 g) n'ont pas été réutilisés par respiration et décomposition, et ils se sont accumulés dans l'atmosphère. Aujourd'hui, nous respirons de l'oxygène qui a été généré au cours des âges géologiques par l'accumulation de roches carbonées. S'il n'y avait pas eu des pièges sédimentaires pour accumuler les roches carbonées il n'y aurait que 8000 Gt de dioxygène dans l'atmosphère pour assurer la respiration.

La présence de l'O2 atmosphérique essentiel à la vie actuelle a donc une origine à la fois biologique (photosynthèse) et géologique (pièges sédimentaires).

Les roches carbonées s'altèrent aussi. Quand une marne noire arrive en surface, à cause de l'érosion par exemple, elle s'oxyde. L'oxydation des marnes noires consomme du dioxygène et génère du CO2. Ce stock de carbone « tourne » donc aussi, mais il « tourne » très lentement.

J'ai souvent lu ou entendu de nombreuses imprécisions voir des erreurs sur le cycle du CO2 comparé des hydrocarbures et des bio-carburants. S'il est faux de dire que les biocarburants ne rejettent pas de CO2, leur cycle n'est pas le même que celui des hydrocarbures. Je me propose de vous expliquer ça brievement.

Explication comparative des cycles de CO2 des biocarburants et des hydrocarbures

Tout d'abord, il est bon de rappeler ce postulat de départ : le CO2 est naturellement présent dans l'atmosphère où il y joue un rôle primordial dans la régulation des échanges entre la terre et son environnement.

(...)

Entre un biocarburant et une energie fossile, les échanges de CO2 avec l'amosphère sont différentes :

* Biocarburants : Lors de sa croissance, la plante capte du CO2 dans l'atmosphère et s'en sert pour grandir via le processus de Photosynthèse.
Lors de la combustion du biocarburant issu de cette plante, le CO2 qui a été capté lors de la pousse est relâché dans l'atmosphère.
On est donc en face d'un cycle court : le CO2 capté pendant la croissance est relaché lors de la combustion, c'est à dire quelques temps après (1 mois par exemple) et sera recapté pendant la croissance de la future génération de plante qui servira à faire du biocarburant. Le CO2 des biocarburants ne reste donc dans l'atmosphère que pendant la durée : combustion à croissance de la plante soit quelques mois. Ce qui est très court géologiquement parlant.
Notez que les systèmes de chauffage ou de génération d'énergie à base de bois suivent également un cycle court (même si il est plus long que pour les biocarburants).

* Energies fossiles : hydrocarbures, charbon et gaz naturel: Des plantes ayant poussé il y a des millions d'années ont, de la même façon que de nos jours, ponctionné une partie du CO2 de l'atmosphère.
Elles n'ont pas brulé (donc n'ont pas rendu à l'atmosphère le CO2 qu'elles y avaient pris) mais sont mortes puis, par une successions de phénomènes géologiques, se sont transformées en hydrocarbures, charbon ou gaz naturel.
On retrouve donc le résultat de millions d'années de captations de CO2 par des milliards de plantes. Et c'est là que le bât blesse : ces quantités phénoménales de CO2 pompées à l'atmosphère pendant des millions d'années sont relâchées dans l'atmosphère en très peu de temps, deux siècles environ d'exploitation pour le pétrole. Il y a donc une énorme désynchronisation des cycles de captage et de restitution que l'atmosphère ne sait pas gérer.

S'il n'y avait pas eu des pièges sédimentaires pour accumuler les roches carbonées il n'y aurait que 8000 Gt de dioxygène dans l'atmosphère pour assurer la respiration.

dedeleco a écrit :...
Il ne s"agit pas de simulations théoriques, mais de la réalité réelle, qui s'est produite sur terre, dans les mêmes conditions, mesurée par les études géologiques variés qui donnent le niveau des mers et la concentration du CO2, grâce aux divers fossiles.
La montée des mers a atteint réellement dans le passé, après glaciation, des vitesses de 4m par siècles, c'est à dire des pays comme les Pays Bas, le Bangladesh ou des villes comme New York englouties en juste une vie !!

Nous laissons cet avenir certain pour nos enfants actuellement.

dedeleco a écrit :......
En ajoutant toutes les autres formes de carburant carboné avec C possibles, il est clair que nous avons en carburant fossiles bien plus que pour bruler tout l'oxygène que nous respirons !!
Donc le pic pétrolier ou plutôt pic des carburants fossiles, est une pure illusion, lié à son prix, et à la spéculation sur la facilité de l'extraire......

Surtout si les consommateurs repartent (Chine, Inde...)