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Sciences

Le gaz carbonique ne représente que 0,3% de l'atmosphère, alors comment ne s'épuise-t-il pas?

Question de 4451 Brhm, 24 ans

Maura Brunetti

Réponse de Maura Brunetti

Docteur

Institut de Sciences de l’Environnement
Université de Genève

Le dioxyde de carbone (CO2) ne représente que 0,03% des gaz présents dans l’atmosphère de la Terre (et non 0,3% !), les principaux composants étant l’azote N2 (78.1%), l’oxygène O2 (20.9%) et l’argon Ar (0,93%) [1].

Alors que l'azote et l'oxygène sont présents sous forme de molécules diatomiques et absorbent l’énergie électromagnétique dans les bandes ultraviolettes et visibles du spectre solaire, le dioxyde de carbone est actif au niveau radiatif dans les ondes longues qui sont principalement émises par la surface de la Terre.

Ainsi, le CO2 a la propriété d'absorber l'énergie provenant de la surface, ce qui a pour effet d'augmenter la température de la surface de la Terre (c'est un gaz à effet de serre). Même s'il ne représente que 0,03% du volume de l'atmosphère, le CO2 joue un rôle crucial dans la régulation de la température de surface en raison de son rôle dans le bilan radiatif de la Terre.

La quantité de CO2 dans l'atmosphère est régulée par le cycle du carbone, qui peut être décomposé en deux sous-cycles interconnectés:

1) celui des organismes vivants, sur une échelle de temps courte (= vie végétale);

2) celui des processus géologiques, sur des échelles de temps longues (105-106 ans).

Dans le cycle complet, le carbone circule entre les quatre grands réservoirs naturels de la Terre: atmosphère, biosphère (organismes vivants marins et terrestres), hydrosphère (océans et eaux douces) et lithosphère (croûte terrestre et sédiments) [1] à différentes échelles de temps.

Sur une échelle de temps courte, par exemple, le carbone est utilisé par les plantes à travers le processus de photosynthèse; il entre dans la chaîne alimentaire et est finalement rejeté dans l'atmosphère par la respiration et l'activité de décomposition de la biomasse par certaines bactéries. Sur une échelle de temps longue, les roches sédimentaires, formées par la dissolution de CO2 dans l’eau et déposées au fond des océans, peuvent être ramenées sur les continents par les mouvements des plaques tectoniques et au travers des activités volcaniques. L’activité volcanique en particulier garantit que la quantité de CO2 dans l’atmosphère ne s’épuise pas.

À l'heure actuelle, la combustion de combustibles fossiles et la déforestation ont augmenté la teneur en CO2 dans l'atmosphère (de 250 ppm en 1750 à 410 ppm aujourd’hui) sur une échelle de temps courte. Une partie de ce CO2 supplémentaire produit par les activités humaines est absorbée par les plantes ou par les océans, mais ces processus ne compensent pas totalement l'augmentation et par conséquent le CO2 atmosphérique continue à croître.

Pour en savoir plus: www.khanacademy.com

[1] Mer et Océan, Complexité du système océanique, A. Monaco et P. Prouzet Éds., chap. 6 (ISTE Éditions 2014)

7 mai 2019

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