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Cycle du carbone : Schéma, définition et importance

 
Par Antoine Decrouy. 8 mars 2022
Cycle du carbone : Schéma, définition et importance

Nous sommes à une époque dans laquelle absolument personne ne doute que notre société est dépendante des combustibles fossiles. Notre style particulier de production et de consommation interfère directement avec le cycle du carbone, augmentant, par effet collatéral, le terrible changement climatique. Selon la loi de la conservation de la matière, rien ne se créé, rien ne se détruit et tout se transforme et, à chaque transformation, un léger pourcentage d'énergie est perdu sous forme de chaleur, ce qui permet au carbone d'être constamment remis en circulation pendant des milliers et des milliers d'années.

Si vous souhaitez enfin tout savoir à propos du cycle du carbone, comment l'homme y participe et comment la photosynthèse et la respiration en sont des éléments clés, n'hésitez pas à poursuivre la lecture de cet article Cycle du carbone : Schéma, définition et importance de ProjetEcolo dans lequel on vous expliquera en détails ce qu'est le cycle du carbone !

Bonne lecture !

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Schéma du cycle du carbone - Définition

Pour vous proposer un résumé du cycle du carbone, on pourrait vous dire qu'il s'agit d'un cycle biogéochimique dans lequel sont décrits les mouvements du carbone dans la biosphère, lithosphère, atmosphère et hydrosphère. Le carbone est l'un des éléments les plus abondants sur Terre.

Ce cycle se subdivise en cycle biologique du carbone et le cycle biogéochimique du carbone. Lors du premier, grâce à la photosynthèse (rétention du carbone) et la respiration (libération du carbone) la biosphère régule les échanges avec l'atmosphère. Le second contrôle l'échange de CO2 à travers la biosphère et les autres sous-systèmes. Dans les prochains encadrés de notre article, on vous expliquera plus en détails ce qu'est le cycle du carbone, mais on vous propose de jeter un coup d'œil à ce schéma du cycle du carbone pour déjà vous faire une petite idée.

Cycle du carbone : Schéma, définition et importance - Schéma du cycle du carbone - Définition

Comment fonctionne le cycle du carbone ?

Le cycle du carbone peut être divisé en plusieurs parties qui sont : production, synthèse et fixation. La production est basée sur les processus qui émettent du carbone. La synthèse est l'extraction du carbone de l'atmosphère et sa transformation en molécules plus complexes. Enfin, c'est dans la partie fixation que cet élément est piégé.

Production de carbone

Pour produire du carbone, la biosphère exhale du CO2 lors de la respiration ; et dans les processus de décomposition et de fermentation, elle expulse du CO2 et du CH4. En revanche, et en raison des variations thermiques, l'hydrosphère émet le CO2 qu'elle a dissous lorsque la température augmente. De même, la lithosphère libère du CO2 lors des éruptions volcaniques, lorsque le carbone présent dans les minéraux et les roches est libéré.

Synthèse du carbone

La synthèse est réalisée par les organismes photosynthétiques (plantes, algues et certaines bactéries). Au cours de la photosynthèse, la combinaison de CO2, d'eau et d'énergie lumineuse est transformée en matière organique et en oxygène. Durant ce processus, le CO2 inorganique est transformé en un composé organique plus assimilable pour les organismes vivants. D'autre part, la formation de la croûte terrestre par les calcaires et les dolomies dans les eaux peu profondes, par l'accumulation de squelettes organiques, finit également par éliminer du carbone.

Fixation du carbone

La fixation du carbone est stockée dans des puits de carbone. Il s'agit de réservoirs naturels ou artificiels qui capturent et stockent le carbone de l'atmosphère. Les puits naturels comprennent les océans, la biomasse végétale et animale, le pergélisol, les roches sédimentaires calcaires (cycles géologiques du carbone) et les gisements de ressources fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel et hydrates de méthane). La destruction de ces dépôts augmente la concentration de carbone dans l'atmosphère.

Le CO2 dissous dans l'hydrosphère se stocke mieux à basse température. Les océans sont considérés comme les plus grands puits de carbone, plus encore que l'Amazonie ! La lithosphère retient une grande partie du carbone qu'elle contient à travers les roches calcaires et carbonées. C'est là que se trouvent les gisements de combustibles fossiles. Ces gisements mettent des milliers d'années à se former et nous les extrayons et les utilisons à un rythme qui ne laisse pas à la Terre le temps de les régénérer, sans compter que, en plus, on ajoute encore plus de CO2 à l'atmosphère en les brûlant.

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Cycle du carbone : Schéma, définition et importance - Comment fonctionne le cycle du carbone ?

L'importance du cycle du carbone

Arrivé à ce stade de l'article, il est normal que vous vous demandiez pourquoi le cycle du carbone est si important. Comme nous l'avons vu plus haut, on peut simplement dire que le carbone est vital pour le fonctionnement de la biosphère et pour la régulation du climat de la Terre.

Cependant, lorsque le cycle naturel du carbone est perturbé et que sa présence dans l'atmosphère est augmentée, entre autres, l'effet de serre est aggravé. Dans ce lien, on vous explique comment réduire votre empreinte carbone !

Quel rôle l'être humain a-t-il dans le cycle du carbone ?

Le cycle du carbone, comme tous les autres cycles biogéochimiques, est un cycle fermé de la matière. Toutefois, l'influence anthropique associée aux activités industrielles a ouvert le cycle, tout en l'accélérant, au travers de la combustion de ressources fossiles. Cela affecte le principe de durabilité sur lequel reposent les écosystèmes, qui consiste à recycler la matière autant que possible et à ne pas produire de déchets inassimilables à un rythme nuisible.

La combustion de combustibles fossiles entraîne l'émission de CO2 dans l'atmosphère à un taux que les organismes photosynthétiques ne peuvent assimiler et retenir. C'est le carbone qui était retenu dans la lithosphère et qui s'accumule maintenant dans l'atmosphère, ce qui augmente l'effet de serre. De même, le réchauffement de la planète entraîne une augmentation de la température des océans. Le CO2 est un gaz qui se dissout mieux dans l'eau froide. Par conséquent, si les océans se réchauffent, ils commenceront à libérer davantage de CO2 dans l'atmosphère, favorisant ainsi une boucle de rétroaction positive. Sans surprise, la déforestation massive joue également une incidence sur ce phénomène en réduisant le volume des puits de biomasse végétale.

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Bibliographie
  • M. Camps Arbestain, M. Pinto (2004) Los sumideros de carbono en el marco del Protocolo de Kioto: http://edafologia.ugr.es/Revista/tomo11a/articulo27.pdf
  • Biología. Campbell N. y Reece J. (2007). Editorial Panamericana.

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