La pompe à carbone océanique

L’océan est un régulateur du climat, notamment parce qu’il capture chaque année ⅓ du dioxyde de carbone (CO2) émis dans l’atmosphère. Ce phénomène de “pompe à carbone océanique” est dû à un double processus : un processus physique et un processus biologique.

Le processus physique est lié à la dissolution du dioxyde de carbone dans l’eau. A la surface entre l’air et l’eau, le CO2 réagit avec les molécules d’eau pour former des ions bicarbonates. Ces derniers sont dissous, puis emportés par les eaux froides et denses – la dissolution du gaz est favorisée dans les eaux froides des hautes latitudes plus que dans les eaux chaudes tropicales. Par l’intermédiaire des courants marins, la majeure partie de ce carbone dissous plonge avec les eaux froides et denses dans les fonds marins. Et il y restera enfoui pendant des centaines d’années !

Les océans du globe sont reliés par des courants profonds (lignes bleues) et des courants de surface (rouges). Le carbone de l'atmosphère pénètre dans les profondeurs océaniques dans les zones de formation d'eau profonde dans l'Atlantique Nord et au large de la péninsule Antarctique. Lorsque les courants profonds remontent vers la surface, ils peuvent libérer le dioxyde de carbone "fossile" stocké depuis des siècles. Carte de Robert Simmon, adaptée du GIEC 2001 et de Rahmstorf 2002 © Earth Observatory NASA

Le processus biologique est lié au phénomène de photosynthèse. A la surface des océans et à partir de l’eau, de la lumière du soleil et du CO2, le plancton végétal synthétise de la matière en libérant du dioxygène (O2). Il absorbe donc le CO2 et le transforme en matière organique.

Mais une partie de ce plancton meurt et tombe dans les fonds marins, tandis que l’autre partie est ingérée par les organismes marins de la chaîne alimentaire, qui meurent et tombent à leur tour dans les grands fonds. Le carbone dissous et celui absorbé lors de la photosynthèse sont par conséquent tous les deux stockés dans les profondeurs. C’est pour cela que l’on dit de nos océans qu’ils sont de « grands puits naturels de carbone », indispensables à notre vie humaine.

Schématisation du principe de fonctionnement de la pompe à carbone biologique dans les océans. Source : Plateforme Océan Climat, www.ocean-climate.org

Le CO2 étant le principal gaz à effet de serre, les océans remplissent donc pleinement leur rôle de modérateurs du réchauffement climatique : on estime qu’ils ont déjà absorbé plus de 25% des émissions de CO2 d’origine humaine depuis 1950 !

Mais à mesure que les eaux se réchauffent et que le réchauffement climatique global s’intensifie, la dissolution du CO2 se complique. Le CO2 non absorbé stagne dans l’atmosphère, ce qui ne fait qu’accélérer le réchauffement de la planète. C’est pourquoi les campagnes et recherches océanographiques sont aujourd’hui primordiales : il est essentiel de mieux comprendre les évolutions et mouvements de l’océan pour mieux appréhender les phénomènes climatiques de demain.

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