Le mouvement du carbone entre l’atmosphère, les océans et les continents (le cycle du carbone) est un processus fondamental qui régule le climat de la Terre.
Certains facteurs, comme les éruptions volcaniques ou l’activité humaine, émettent du dioxyde de carbone dans l’atmosphère. D’autres, comme les forêts et les océans, absorbent ce CO2. Dans un système bien régulé, la bonne quantité de CO2 est émise et absorbée pour maintenir un climat sain. La séquestration du carbone est l’une des tactiques utilisées dans la lutte contre le changement climatique.
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La forme et la profondeur des fonds marins : le stockage du CO2
Une nouvelle étude révèle que la forme et la profondeur du fond océanique expliquer jusqu’à 50 % des changements de profondeur à laquelle le carbone a été piégé dans l’océan au cours des 80 derniers millions d’années. Auparavant, ces changements étaient attribués à d’autres causes. Les scientifiques savent depuis longtemps que l’océan, le plus grand puits de carbone sur Terre, contrôle directement la quantité de dioxyde de carbone atmosphérique. Mais jusqu’à présent, on ne comprenait pas bien comment les changements dans la topographie des fonds marins au cours de l’histoire de la Terre affectaient la capacité de l’océan à séquestrer le carbone.
Ce travail est publié dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciences.
« Nous avons pu montrer, pour la première fois, que la forme et la profondeur du fond océanique jouent un rôle important dans le cycle du carbone à long terme. » a déclaré Matthew Bogumil, auteur principal de l’article et doctorant en sciences de la Terre, des planètes et de l’espace à l’UCLA.
Le cycle du carbone
Le cycle du carbone à long terme comporte de nombreux éléments mobiles, tous opérant à des échelles de temps différentes. L’un d’eux est la bathymétrie des fonds marins : la profondeur et la forme moyennes du fond océanique. Cette bathymétrie dépend à son tour de la position relative du continent et des océans, du niveau de la mer et du flux du manteau terrestre. Modèles du cycle du carbone calibrés avec des ensembles de données paléoclimatiques constituent la base de la compréhension scientifique du cycle mondial du carbone marin et de la manière dont il réagit aux perturbations naturelles.
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“En général, les modèles du cycle du carbone tout au long de l’histoire de la Terre considèrent la bathymétrie des fonds marins comme facteur fixe ou secondaire », a déclaré Tushar Mittal, co-auteur de l’article et professeur de géosciences à la Pennsylvania State University.
La nouvelle recherche a reconstruit la bathymétrie des 80 derniers millions d’années et a lié les données à un modèle informatique qui mesure la séquestration du carbone marin.
Les résultats ont montré que l’alcalinité des océans, l’état de saturation en calcite et la profondeur de dégagement des carbonates dépendaient fortement des changements dans les parties peu profondes du fond océanique (environ 600 mètres ou moins) et de la répartition des régions marines plus profondes (plus de 1 000 mètres). Ces trois mesures sont fondamentales pour comprendre comment le carbone est stocké au fond des océans.
Les chercheurs ont également découvert que pour l’ère géologique actuelle, le Cénozoïque, la bathymétrie explique à elle seule entre 33 % et 50 % de la variation observée dans la séquestration du carbone et a conclu qu’en ignorant les changements bathymétriques, les chercheurs attribuent à tort les changements dans la séquestration du carbone à d’autres facteurs, moins certains, tels que le CO2 atmosphérique, la température de la colonne d’eau et les silicates et carbonates rejetés dans l’océan par les rivières.
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“Comprendre les processus importants du cycle du carbone à long terme permet de mieux informer les scientifiques travaillant aujourd’hui sur les technologies d’élimination du dioxyde de carbone marin pour lutter contre le changement climatique”, a déclaré Bogumil. « En étudiant ce que la nature a fait dans le passé, nous pouvons en apprendre davantage sur les résultats potentiels et l’utilité de la séquestration marine pour atténuer le changement climatique.
Référence de l’article :
Matthieu Bogumil et coll., Les effets de la bathymétrie sur le cycle du carbone à long terme et le CCD, Actes de l’Académie nationale des sciences (2024). DOI : 10.1073/pnas.2400232121
