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8. Le cycle du carbone perturbé: l'empreinte humaine



L’activité humaine était responsable de 9,9 milliards de tonnes d’émissions de carbone en 2008 (9,9 Gt). Selon certains, cela peut paraître bien peu par rapport aux 70 Gt de carbone émis par les océans et aux 120 Gt libérés chaque année par la biomasse continentale (ensemble de la matière vivante, végétale ou animale retrouvée sur les continents). Pourquoi alors tenir l’homme responsable du déséquilibre du cycle du carbone et de la hausse des gaz à effet de serre? Enquête sur les sources et les échanges de carbone.

Il aura fallu plus d’un milliard d’années pour ramener la concentration atmosphérique de CO₂ de plus de 90 % au début de la création de la Terre à un niveau plus près de ce que nous connaissons aujourd’hui [1 ], en fixant le CO₂ dans les réservoirs terrestres et océaniques. (Voir article Le grand cycle du carbone pour plus de détails).
8. Le cycle du carbone perturbé: l'empreinte humaine

Des stromatolites à Shark Bay, en Australie. Ces structures à l'apparence de rochers sont, en fait, des colonies de cyanobactéries. Ce type de forme de vie, présent il y a 3,5 milliards d'années, a contribué à absorber le surplus de CO₂ alors présent en forte concentration dans l'atmosphère .



Pendant plus de 10 000 ans avant 1750, soit avant la révolution industrielle, la concentration atmosphérique de CO₂ est demeurée relativement stable, entre 260 et 280 parties par million (ppm). C’est ce que nous révèlent, entre autres, les carottes de glace forées au Groenland et en Antarctique (voir à ce sujet La Terre se réchauffe-t-elle vraiment? Comment savoir? )

Durant toute cette période, les perturbations du cycle du carbone en raison de l’activité humaine étaient négligeables, les légères variations étant dues à des facteurs naturels [2]. Mais depuis cette date, les concentrations de CO₂ ont commencé à monter et à le faire à un rythme toujours plus rapide, pour atteindre 385 ppm en 2008. (Cliquez sur le graphique de droite pour voir l'évolution de la température et de la concentration de CO₂ entre l'année 1000 et le début des années 2000). Quelle est la source de cette hausse du CO₂ atmosphérique?

Cycle naturel du carbone, un aperçu

Les mécanismes de circulation du carbone entre les différents réservoirs (océanique, terrestre et atmosphérique) sont multiples et complexes. Pour s’y retrouver, il convient de distinguer deux phénomènes et deux notions. D’abord, du carbone est émis constamment dans l’atmosphère, ce qui peut avoir pour résultat d’en faire augmenter la quantité, mesurée en milliards de tonnes (gigatonnes ou Gt), ce qu’on peut exprimer également en concentration, c’est-à-dire en partie par million (ou ppm). Afin de décrire ce premier phénomène, on fera appel à la notion de sources de carbone.

Le carbone dans l’atmosphère peut provenir essentiellement de trois grandes sources : les éruptions volcaniques, la combustion ou la respiration des êtres vivants. Tout ce qui vit, plantes, animaux, planctons, ou bactéries respire et constitue ainsi une source de carbone. Et c’est sous la forme de dioxyde de carbone (le CO₂) que l’on retrouve LA source de carbone essentielle à la vie de tous les êtres vivants. [3].

Le CO₂ entre dans le monde du vivant grâce à la photosynthèse, cette capacité extraordinaire que possèdent la végétation terrestre, les phytoplanctons et les algues de transformer le CO₂ et l’énergie solaire en énergie chimique sous forme de molécules de glucose (sucre) et en oxygène. C’est de cette façon que le carbone est retiré de l’atmosphère et stocké dans les forêts, les océans, les sols et les sous-sols. Ce processus de captation du CO₂ constitue le second phénomène crucial au maintien de l’équilibre naturel du cycle du carbone. On parlera alors de puits de carbone, un processus qui contribue à diminuer la quantité de CO₂ dans l’atmosphère en l’absorbant et en l’emprisonnant dans d’immenses réservoirs (océans, forêts ou sols). Bref, on appelle puits de carbone les éléments qui absorbent le CO₂, sources de carbone ceux qui émettent du CO₂, et on ne doit pas oublier qu’un même élément peut faire les deux à la fois.

Ainsi, l’arbre qui capte le CO₂ grâce à la photosynthèse en stockera une partie sous forme de bois (cellulose) et en retournera une partie à l’atmosphère à travers sa respiration. Afin de déterminer sa contribution au cycle du carbone, il est donc nécessaire de considérer le résultat net des deux phénomènes. On comprendra qu’une forêt en croissance, dont les arbres grossissent année après année, aura un bilan positif, c’est-à-dire qu’elle stockera davantage de carbone qu’elle n’en émettra. Une forêt constituée d’arbres matures aura un impact neutre sur le cycle du carbone, alors qu’une vieille forêt qui a fini sa croissance pourra émettre davantage de CO₂ par sa respiration et la décomposition des arbres morts qu’elle n’en captera par photosynthèse. Ceci démontre bien la complexité de l’analyse du cycle du carbone de même que l’importance de considérer l’ensemble des flux et échanges naturels de carbone.

Ne considérer qu’un seul aspect de l’équation, les émissions ou sources de carbone, comme nous l’avons fait volontairement au début de l’article, ne donne donc pas une image complète et objective de la réalité. Ainsi, mettre en parallèle seulement les quantités de carbone libérées par les océans (70 Gt) et la biomasse continentale (120 Gt) sans tenir compte des quantités qui sont absorbées par ces mêmes réservoirs fausse l’analyse de l’importance relative de l’apport des activités humaines aux émissions nettes de gaz à effet de serre (9,9 Gt).

À tout bien compter…

Par exemple, affirmer que la biomasse continentale (l’ensemble des forêts, des êtres vivants sur ou enfouis dans les sols de la planète) émet dix fois plus de CO₂ par année que les émissions dues à l’activité humaine passe sous silence le fait que cette biomasse absorbe également et en même temps une quantité équivalente de CO₂ (120 Gt). Au net donc, les échanges naturels de CO₂ de la végétation des sols et de l’humus sont en équilibre, comme on peut le constater dans l’illustration suivante, tirée du quatrième rapport du GIEC.[4]
Le cycle du carbone , tiré du quatrième rapport du GIEC, «The Physical Science Basis » (2007), chapitre 7, p.511
Le cycle du carbone , tiré du quatrième rapport du GIEC, «The Physical Science Basis » (2007), chapitre 7, p.511

Les échanges naturels, avant l’impact des activités humaines depuis la révolution industrielle (flux indiqués en noir) sont composés d’émissions annuelles vers l’atmosphère (flèche ascendante - ovale rouge à gauche) de 119,6 Gt de carbone en raison de la respiration des végétaux, animaux et micro-organismes. Ces émissions sont compensés par une absorption de 120 Gt par photosynthèse (flèche descendante).

En plus de ces échanges naturels, il faut tenir compte d’une absorption supplémentaire de 2,6 Gt découlant de l’accroissement de la productivité de la flore en raison d’une plus grande concentration de CO₂ dans l’atmosphère aujourd’hui par rapport au début de l’ère industrielle (en rouge, flèche descendante intitulée
« Puits continental »
). En effet, le dioxyde de carbone constituant un facteur limitant la croissance des végétaux, une légère augmentation de ce dernier favorise une croissance plus rapide, un peu comme l’ajout d’engrais aide à la croissance des plantes. Une croissance plus rapide signifie plus de CO₂ capté, résultant en un puits additionnel évalué à 2,6 Gt par année. Donc, lorsque l’on tient compte de l’ensemble des émissions et de toutes les absorptions de CO₂, au net la biomasse terrestre n’émet pas de CO₂, mais en absorbe plutôt 3,0 Gt de carbone par année.

Mais l’activité humaine interfère d’une autre façon dans le bilan de la biomasse continentale. En effet, l’homme provoque des émissions additionnelles de 1,6 Gt de carbone dues principalement aux activités de déforestation (flèche rouge ascendante- rectangle bleu, sous le titre de « changement d’usage des sols », dans le langage des Nations Unies).

8. Le cycle du carbone perturbé: l'empreinte humaine
Pour ce qui est des océans, ils absorbent « naturellement » 70 Gt de carbone dissous dans l’eau, et en réémettent 70,6 Gt annuellement (flèches descendantes et ascendantes noires). Les perturbations au cycle du carbone causées par l’activité humaine et entraînant une hausse des concentrations de dioxyde de carbone atmosphérique modifient ce cycle de deux façons.

D’abord, en haussant l’absorption de CO₂ de 22,2 Gt (s’il y en a plus dans l’air, l’eau en absorbera davantage). Cependant, ceci est en partie compensé par l’émission de 20 Gt additionnels en raison du léger réchauffement de la température des océans, la capacité de dissolution d’un gaz (le CO₂) diminuant lorsque la température d’un fluide (l’eau) augmente.

Ainsi, les océans n’émettent pas de CO₂, lorsque l’on tient compte de l’ensemble des flux. Ils absorbent plutôt 1,6 Gt de carbone par année.
Données AR4- GIEC 2007, graphisme Impact: changements climatiques
Données AR4- GIEC 2007, graphisme Impact: changements climatiques

Tiré du quatrième rapport du GIEC, «The Physical Science Basis » (2007), chapitre 7, p.516
Tiré du quatrième rapport du GIEC, «The Physical Science Basis » (2007), chapitre 7, p.516
D’où vient alors la hausse des émissions et des concentrations de GES dans l’atmosphère? De toute évidence, elle ne peut provenir que de la déforestation (1,6 Gt par année) et surtout de la combustion sans cesse grandissante de combustibles fossiles. Ces émissions étaient évaluées à 6,4 Gt par année dans l’illustration du GIEC ci-haut et dont les données remontent au début des années 2000. Par chance, tout le CO₂ produit par l’activité humaine ne se retrouve pas dans l’atmosphère, car, comme nous l’avons vu, une portion est absorbée par la végétation, les sols et l’humus, une autre par les océans.

La courbe noire qui monte dans le haut du graphique de droite représente ce qu’auraient été les augmentations annuelles des concentrations de CO₂ dans l’atmosphère si toutes les émissions découlant des combustibles fossiles s’étaient totalement retrouvées dans l’atmosphère, comme si aucune n’avait été absorbée par les océans et la biomasse terrestre. Les bâtonnets représentent, au contraire, les augmentations réelles de la concentration de dioxyde de carbone chaque année. La différence entre les deux (l’espace entre les bâtonnets et la courbe supérieure) représente ce qui a été absorbé dans les puits de carbone. Heureusement d’ailleurs qu’une portion (mais une portion seulement) de nos émissions est absorbée par le milieu naturel sinon la hausse des températures due à l’effet de serre serait encore plus rapide.

Autre façon de présenter les échanges de carbone entre les sources (addition à l’atmosphère) et les puits (retraits de l’atmosphère) est en examinant les graphiques préparés par l’Institut Pierre Simon Laplace. [5]

Comme nous l’avons vu, le cycle du carbone naturel (excluant l’impact des activités humaines) au niveau des océans et de la biomasse continentale est à peu près équilibré, les émissions étant totalement absorbées par les réservoirs océaniques et terrestres. L’activité humaine entraîne cependant des émissions additionnelles qui ne sont pas complètement compensées par les puits de carbone. Elles se retrouvent donc dans l’atmosphère, entraînant une hausse de la concentration de CO₂ et autres gaz à effet de serre.

On peut voir au premier graphique ci-haut les deux principales sources d’émissions anthropiques, c’est-à-dire provoquées par l’homme. Il s’agit essentiellement de la déforestation (en orange), responsable de 1,5 Gt d’émissions de carbone, et des énergies fossiles (charbon, pétrole et gaz naturel), générant 7,6 Gt de carbone, selon les données publiées il y a quelques années par l’IPSL et basées sur la moyenne des années 2000-2006.

Le deuxième graphique présente la portion des émissions anthropiques qui est absorbée par deux grands puits, soit les océans (en bleu) et la biomasse terrestre (en vert). Ce qui n’est pas absorbé se retrouve donc dans l’atmosphère (la portion jaune). Remarquez que les sources de données et les périodes étudiées sont légèrement différentes que celles retenues par le GIEC, mais les ordres de grandeur demeurent semblables.

On y constate également que la portion absorbée par les océans semble plutôt régulière, mais celle assimilée par la végétation varie beaucoup d’une année à l’autre. Ce phénomène peut s’expliquer par le fait que le CO₂ ne constitue qu’un des facteurs et conditions de croissance des plantes; la régularité des pluies, les canicules et les périodes de sécheresse certaines années jouent un rôle encore plus critique.

Malgré cette variabilité, les océans ainsi que la végétation et la biomasse en général absorbent un peu plus de 50 % des émissions de CO₂ dues aux activités humaines. Le reste se retrouve dans l’atmosphère et explique l’augmentation annuelle de la concentration de GES, provoquant l’effet de serre et un réchauffement global graduel de la planète.

Si nous continuons à produire et brûler toujours plus d’énergie fossile chaque année et qu’en conséquence le réchauffement global continue de s’accélérer, un risque très sérieux existe : ces deux grands puits de carbone pourraient cesser de jouer efficacement leur rôle régulateur.

Ces inquiétudes reposent d’ailleurs sur une observation troublante: depuis plus de 40 ans, nous assistons à une réduction constante de la proportion de CO₂ absorbée par les océans (voir graphique de droite – Détails océans 1960-2006, en bleu). Une hausse de la température moyenne des océans, tout aussi graduelle soit-elle, pourrait jouer un rôle déterminant; le taux d’absorption d’un gaz, le CO₂ dans ce cas-ci, diminuant lorsque la température de l’eau augmente. Mais d’autres facteurs peuvent également jouer, car les mécanismes régulateurs des océans sont éminemment complexes.

D’autres craignent qu’une hausse trop rapide des températures ne ralentisse la croissance de la végétation, donc la capacité d’absorption de CO₂ de la biomasse : sécheresses plus fréquentes, feux de forêt plus nombreux, infestation d’insectes nouveaux dans une région, à l’exemple du dendroctone du pin (ou Pine beetle), qui peut dorénavant survivre aux hivers moins rigoureux que jadis, et qui a causé la mort de plus de la moitié des pins majestueux (Lodgepole pine) de la Colombie-Britannique, sur plus de 8 millions d’hectares). [6]

De la même façon, après avoir survolé plus de 25 millions d'acres de forêts, le United States Forest Service et le Natural Resources Defense Council concluaient, dans un rapport publié en juillet 2010, que plus de 50% des forêts d'épinettes à écorces blanches sont mortes et le quart devrait mourir bientôt à cause du "pine beetle" et des hivers trop doux (à lire dans un court éditorial du NY Times... ).

S’il est vrai que la nature a une capacité d’adaptation remarquable, les changements climatiques passés se sont produits sur des milliers d’années, laissant la chance aux organismes vivants de s’adapter petit à petit. Tout changement trop brusque, en quelques décennies à peine, crée inévitablement des stress énormes risquant de mener, selon d’éminents biologistes, à une vague d’extinction rapide de milliers d’espèces.

Mais comment fait-on pour savoir?

C’est bien beau tous ces chiffres lancés par des scientifiques, mais peut-on s’y fier? Évidemment, toutes ces évaluations reposent sur des estimations et sont donc perfectibles. De nouvelles recherches viendront préciser ces données ainsi que nos connaissances sur le fonctionnement précis des mécanismes complexes du cycle du carbone. Il est donc tout à fait normal que ces données soient appelées à être révisées avec le progrès de la science. Mais déjà, il semble que les évaluations utilisées dans le dernier rapport du GIEC soient remarquablement représentatives de la réalité.

En effet, selon une récente étude internationale dirigée par l’Institut de biogéochimie Max Planck (en Allemagne) et publiée le 5 juillet 2010 dans la revue Science, la végétation permet de fixer entre 115 et 131 milliards de tonnes de carbone atmosphérique, soit 123 Gt en moyenne. Il s’agit d’une étude importante non seulement parce qu’elle confirme la justesse des évaluations faites dans le dernier rapport du GIEC, mais surtout du fait qu’il s’agit d’une première étude qui a mesuré sur le terrain les échanges entre l’atmosphère et les écosystèmes continentaux, c’est-à-dire l’absorption journalière de CO₂ par la photosynthèse ainsi que les émissions produites par la respiration des plantes durant la nuit. [7]

Afin de produire ce bilan, l’équipe de scientifiques a utilisé les données d’observation recueillies par un réseau de plus de 500 tours micrométéorologiques faisant partie du regroupement de réseaux FLUXNET, et soigneusement dispersées à travers le monde pour recueillir des données représentatives des différents types de végétation et de milieu (voir la distribution des tours sur la carte ci-dessus).

8. Le cycle du carbone perturbé: l'empreinte humaine
Ces « tours à flux » équipées d’une instrumentation permettent de mesurer les conditions climatiques précises (température, pluviosité et force des vents, par exemple) ainsi que les échanges de CO₂ et de vapeur d’eau au niveau de chacun des sites.

L’emplacement géographique des sites, répartis dans différents biomes, c’est-à-dire dans différents grands écosystèmes caractérisés par un type de végétation dominant particulier, ainsi que le suivi constant des conditions et des échanges de CO₂ sur une longue période (les tours étant en place depuis 1998) ont permis d’apporter un niveau de précision encore jamais atteint. Ceci permettra de raffiner encore davantage les modèles théoriques utilisés jusqu’à maintenant en ce qui a trait au rôle et à l’impact de la végétation sur le cycle du carbone. [8]

Les chercheurs ont donc pu préciser la contribution de chaque biome. Ainsi, les résultats de leurs travaux démontrent que les forêts tropicales sont définitivement les plus efficaces, captant 34 % de tout le carbone absorbé par les écosystèmes terrestres, contre 26 % pour la savane qui occupe pourtant deux fois plus de surface que les forêts tropicales. Les terres cultivées arriveraient au troisième rang en capturant 12 % du carbone atmosphérique, alors que les forêts tempérées et la forêt boréale comptent pour 8 et 7 % de la captation du carbone par la biomasse. [9] [10]

S’il reste encore des zones grises, des aspects à préciser, notamment au niveau du cycle du carbone et des implications futures au niveau des océans et des courants océaniques en particulier, les connaissances actuelles sont nettement suffisamment précises pour tirer des conclusions claires et justifier la mise en place de politiques visant à réduire progressivement les émissions de CO₂ dues à l’activité humaine.

Car, il n’y a aucun doute que la cause première du dérèglement du cycle du carbone, entraînant le réchauffement climatique de la Terre, c’est l'impact de l’activité humaine et la combustion d’énergie fossile qui augmentent sans cesse.


Photos à droite (de haut en bas): Sites de Sky Oaks (USA), Haibei Meaadow (Chine), Malga Arpaco (Italie) et plantation de cannes à sucre à Sao Paulo (Brésil)


L’empreinte de l’homme, une preuve irréfutable

8. Le cycle du carbone perturbé: l'empreinte humaine

La quantité de CO₂ dans l’atmosphère est mesurée à de multiples endroits dans le monde, dont à Hawaï depuis les années 50. Chaque année, la quantité et la concentration de CO₂ ont augmenté. Et elles augmentent à un rythme qui s’accélère sans cesse. Cela est scientifiquement mesurable et irréfutable. Les causes et l’origine première de cette hausse constante sont toutefois contestées, à l’occasion, par un petit groupe d’individus et certains groupes de pression. Et pourtant, la preuve est claire.

Si nous acceptons, aux fins d’argumentation, que la combustion d’énergie fossile cause ce dérèglement, nous devrions assister non seulement à une augmentation du carbone dans l’atmosphère, mais également à une réduction proportionnelle de l’oxygène. En effet, lorsque l’on brûle de l’énergie fossile telle, par exemple, du gaz naturel composé essentiellement de méthane (CH₄), le CO₂ qui en résulte provient de la combinaison de l’atome de carbone du méthane (le C du CH₄) avec l’oxygène de l’air (O₂) (voir à ce sujet La chimie, ce n’est pas sorcier! - Atomes et carbone ). Donc, si le CO₂ provient d’énergie fossile que l’on brûle, le niveau d’oxygène dans l’atmosphère devrait diminuer. Or, c’est exactement ce que l’on observe (voir graphique suivant).

Concentration de CO2 en hausse - mesurée à Hawai (en noir) et en Nouvelle-Zélande (en bleu marine; concentration d’oxygène (O2) en baisse - mesurée au Canada (en rose) et en Australie (en bleu cyan). Source IPCC, AR4 Chapitre 2 p.138
Concentration de CO2 en hausse - mesurée à Hawai (en noir) et en Nouvelle-Zélande (en bleu marine; concentration d’oxygène (O2) en baisse - mesurée au Canada (en rose) et en Australie (en bleu cyan). Source IPCC, AR4 Chapitre 2 p.138
D’autre part, les atomes de carbone, selon leur source, ont une signature différente qui peut identifier leur provenance. Il s’agit de leur composition isotopique (pour un petit rappel sur les isotopes, voir La Terre se réchauffe-t-elle vraiment? Comment Savoir? et sa capsule La chimie ce n’est pas sorcier - les isotopes à la fin de l'article).

Ainsi, les atomes de carbone se retrouvent sous trois formes différentes : 98,9 % d’entre eux sont composés de six protons et de six neutrons, ce qu’on appelle l’isotope 12 du carbone. Un peu plus de 1 % des atomes de carbone possèdent sept neutrons; ce sont les isotopes 13. En infime quantité, on retrouvera des atomes de carbone possédant 8 neutrons, ce qu’on nomme généralement carbone 14, une forme radioactive instable utilisée pour dater l’âge des éléments retrouvés lors de fouilles archéologiques, entre autres. (11)

Ce carbone 14 se retrouve partout, mais se désintègre graduellement et disparaît complètement après quelques dizaines de milliers d’années. Comme les énergies fossiles proviennent de la décomposition d’organismes vivants il y a des millions d’années, ils ne contiennent plus de carbone 14, car il a été complètement désintégré.

Or, l’analyse du carbone que l’on retrouve dans les océans démontre qu’il contient plus de carbone 13 que la moyenne et qu’il contient du carbone 14. Si le surplus de CO₂ atmosphérique provenait des océans, la quantité de carbone 13 dans l’atmosphère augmenterait donc, et la concentration en carbone 14 serait à peu près stable.

Parce que les plantes ont plus de difficulté à absorber le carbone 13, plus lourd que le carbone 12, la biomasse continentale contient moins de carbone 13 que la moyenne, mais contient également du carbone 14. Ainsi, si l’augmentation du CO₂ atmosphérique provenait de la végétation et de la biomasse, la quantité de carbone 13 dans l’atmosphère diminuerait alors que la concentration de carbone 14 serait plutôt stable.

Finalement, l’énergie fossile (charbon, pétrole et gaz naturel) provenant de la décomposition de la biomasse, contenant moins de carbone 13, le CO₂ provenant des combustibles fossiles a également une concentration plus faible en carbone 13, mais il est totalement dépourvu de carbone 14. Donc, si c’était la combustion d’énergie fossile qui causait la hausse du CO₂ atmosphérique, nous devrions assister à une réduction à la fois de la concentration de carbone 13 ainsi que celle du carbone 14 dans l’atmosphère. On s’aperçoit donc que chaque grande source de CO₂ possible (océans, biomasse, énergies fossiles) a une signature qui lui est propre, une empreinte digitale bien distincte.
8. Le cycle du carbone perturbé: l'empreinte humaine

La courbe noire montre la progression des émissions annuelles de CO₂ dues à la combustion d'énergie fossile et la fabrication du ciment (axe à gauche), la courbe rouge représente la réduction de la concentration de carbone 13 dans l’atmosphère (sur l’axe droit; à noter l’échelle inversée, c’est-à-dire que lorsque la courbe monte, la concentration diminue davantage). Source IPCC, AR4 Chapitre 2 p.138 , repris dans Scepticalscience.com



Or, partout où l’on mesure les concentrations de CO₂ atmosphérique, on constate qu’au fil du temps la concentration en carbone 13 et en carbone 14 diminue régulièrement dans l’atmosphère. Il s’agit donc d’une preuve supplémentaire que l’accroissement de la quantité de CO₂ dans l’atmosphère terrestre provient effectivement de la combustion, par l’homme, de quantité sans cesse plus grande de combustibles fossiles.(12)

La cause première du réchauffement climatique étant clairement établie, il reste à mettre en place des politiques efficaces visant systématiquement à réduire la consommation de combustibles fossiles au minimum, graduellement mais sans attendre.








Réal Trépanier

© 2010 Impact: Changements climatiques

Pour en savoir plus sur le sujet...

Comment peut-on savoir combien de carbone est contenu dans un biome donné, une forêt tropicale par exemple? Comment peut-on calculer la croissance annuelle d'une forêt, c'est-à-dire mesurer précisément combien de carbone a été absorbé par cette dernière au cours de la dernière année? Mission impossible?

Pas du tout. Voyez par vous-même, sur le terrain, concrètement, comment une équipe française de scientifiques réussit à mesurer la quantité de carbone séquestré dans la forêt Guyanaise.

Regardez le court vidéo (5:52 minutes): L'or vert de Guyane
Réalisation de Keen de Kermadec
Production: Cité des sciences et de l'industrie
disponible en ligne sur universcience-vod (ici)

Références:


[1] RAMADE, F. (2003) Éléments d’écologie, écologie fondamentale. 3e édition, Dinid, Paris 690p. Voir section 1.1.3 sur la formation de l’atmosphère, la biosphère et l’origine de la vie.
[2] GIEC (2007), Couplings Between Changes in the Climate System and Biogeochemistry. In: Climate Change 2007: The physical Science Basis, Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report, Chapitre 7, p.511. Disponible sur le site du GIEC au http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg1/ar4-wg1-chapter7.pdf
[3] Villeneuve C. et Richard F. (2007) Vivre les changements climatiques, réagir pour l’avenir, Éditions MultiMondes, 449 p. Voir chapitre 3, p.42-43.
[4] GIEC (2007), Couplings Between Changes in the Climate System and Biogeochemistry. In: Climate Change 2007: The physical Science Basis, Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report, Chapitre 7, p.511. Disponible sur le site du GIEC au http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg1/ar4-wg1-chapter7.pdf
[5] Pour une démonstration graphique du cycle du carbone, voir l’excellent site de l’IPSL, Institut des sciences de l’environnement (regroupant des organisations gouvernementales de recherche et des universités françaises). Disponible au http://cycleducarbone.ipsl.jussieu.fr/index.php/visiteurs-mainmenu-6/3-cycle-du-carbone/11-un-cycle-simple, Le cycle du carbone (IPSL)
[6] Simpson J., Jaccard M., Rivers N., (2007), HOT AIR - Meeting Canada's Climate Change Challenge, 280p. Voir p. 4-5
[7] Francoeur L-G, (2010). Environnement - Un premier bilan net du carbone, dans Le Devoir du 6 juillet 2010. Disponible en ligne ici
[8] ScienceDaily.com, Breath of the Earth: Cycling Carbon Through Terrestrial Ecosystems, 6 juillet 2010. Disponible ici
[9] Institut Pierre Simon Laplace, Photosynthèse: Le réseau Fluxnet permet d'affiner les modèles théoriques, 8 juillet 2010, Disponible ici
[10] Francoeur L-G, (2010). Environnement - Un premier bilan net du carbone, dans Le Devoir du 6 juillet 2010. Disponible en ligne ici
[11] INRP (Institut National de Recherche Pédagogique), Le Carbone, disponible en ligne sur acces.inrp.fr (ici)
[12] La dernière portion du texte est largement inspirée de l'excellent site de Jean-Marc Jancovici, ingénieur spécialisé en énergie, en changement climatique et auteur de nombreux ouvrages de vulgarisation. Son site Manicore, regorge d'informations et d'explications concernant les changements climatiques. Voir, sur le présent sujet, l'article intitulé «Les émissions humaines de gaz à effet de serre ont-elles vraiment changé quoi que ce soit?»










Real Trepanier
12 Juillet 2010


Nouveau commentaire :





Consensus scientifique:

Les organisations scientifiques mondiales se prononcent sur les changements climatiques:

Cliquez sur le titre pour voir un extrait de la position officielle




Où va le CO₂ qu'on émet?

CAPSULE-CLIMATIQUE:

Où va le CO₂ qu'on émet?
Les émissions de CO₂ dues aux énergies fossiles (9,1 Gt de carbone, ou 33,4 Gt de CO₂) et aux changements d'usage des terres (principalement la déforestation: 0,9 Gt de carbone, soit 3,3 Gt de CO₂) en 2010, excèdent largement la capacité d'absorption des écosystèmes. On estime que les océans ont été en mesure d'en absorber 24%, la végétation environ 26%, de sorte que 50% des émissions sont venus gonfler la concentration de CO₂ dans l'atmosphère, à plus de 389,6 ppm, accentuant ainsi l'effet de serre. Source: Global Carbon Project (disponible ici...)


Le niveau de CO₂ dans l'atmosphère est-il vraiment plus élevé qu'avant?

CAPSULE-CLIMATIQUE:



Oui, définitivement. Il est à son niveau le plus élevé depuis 650 000 ans... Voyez par vous-même!

Le niveau de CO₂ dans l'atmosphère est-il vraiment plus élevé qu'avant?
L'augmentation de la concentration des gaz à effet de serre (GES) depuis le début de l'ère industrielle explique de façon prépondérante la hausse de température observée et prévue. Jamais au cours des derniers 650 000 ans, comme l'indique la courbe en rouge du graphique ci-dessus, la concentration de CO₂ n'a été aussi élevée qu'aujourd'hui, confirmait le GIEC.  Il en est de même pour les autres GES comme le méthane (CH4 , courbe bleue) ou l'oxyde nitreux (N2O , courbe verte ci-dessus).

Cette concentration de CO₂ atteignait 390 ppm en novembre 2011, un niveau record. Elle était à moins de 280 ppm au début de l'ère industrielle. Elle est mesurée à plusieurs endroits dans le monde depuis le début des années 1960, dont au Laboratoire du National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) à Mauna Loa, Hawaï. Les données historiques plus lointaines sont tirées, pour leurs parts, de l'analyse des carottes de glace (voir à ce sujet: La Terre se réchauffe-t-elle vraiment? Comment savoir?)






L'augmentation des GES causent le réchauffement climatique : une «nouvelle théorie» ?

CAPSULE-CLIMATIQUE:



Absolument pas. C'était déjà connu du temps de votre grand-père et de votre arrière grand-père!

En fait, c'est à l'astronome britannique William Herschel (1738-1822), en 1800, que l'on doit la découverte des rayons infrarouges, ces rayons électromagnétiques d'une longueur d'onde supérieure à la lumière visible, mais un peu plus courte que celle des micro-ondes (utilisés dans votre four à micro-ondes). Les rayons infrarouges sont également souvent associés à la chaleur; (c'est d'ailleurs selon ce principe que fonctionnent la plupart des détecteurs de mouvement dans les systèmes d'alarmes ou dans les lumières de sécurité).

La vapeur d'eau et le dioxyde de carbone, le fameux CO2, ont quant à eux été identifiés comme les principaux responsables de l'effet de serre par John Tyndall (1820-1893), en 1861, car ils avaient la capacité de bloquer les rayons infrarouges au niveau de l'atmosphère, ce qui a pour effet d'y retenir la chaleur.  Il suggérait même, déjà à l'époque, qu'un changement dans la composition de l'atmosphère pourrait influencer l'évolution du climat (1)



L'augmentation des GES causent le réchauffement climatique : une «nouvelle théorie» ?


Donc, ce n’est pas d’hier que l’on a identifié le CO₂ comme une menace à l’équilibre climatique. D'ailleurs, dès 1896 un Suédois, Svante Arrhenius (1859-1927) , prix Nobel de chimie, estimait qu’un doublement de la concentration de CO₂ entraînerait vraisemblablement une hausse des températures de 1,5 à 5 o(2). Il reconnaissait déjà le fait que d’augmenter la concentration d’un gaz à effet de serre, en réchauffant l’atmosphère, enclencherait une série de réactions, dont une hausse de l’évaporation des masses d’eau. 

Cette augmentation de la quantité de vapeur d’eau, en amplifiant l’effet de serre, accélérerait davantage le réchauffement, entraînant encore plus d’évaporation et encore plus d’effet de serre (réaction en boucle), surmultipliant ainsi l’effet initial dans divers mécanismes de rétroaction. Heureusement, il ne s’agit pas d’une boucle sans fin, car l’évaporation entraînant un accroissement de la formation et de la densité des nuages, elle provoque ainsi un écran pour les rayons solaires, moins nombreux à réchauffer le sol. Ainsi, un nouvel équilibre s’établit, mais celui-ci se produit à un niveau de température sensiblement plus élevé. 

Bref, cela fait longtemps que tout cela est connu. Cela fait longtemps que l'on sait mesurer, avec une précision de plus en plus grande, la concentration de chaque gaz dans l'atmosphère ainsi que leur potentiel de réchauffement global. (Pour en savoir plus, voir: L'effet de serre, c'est quoi?)






Suggestions de lecture

Vivre les changements climatiques: Réagir pour l'avenir

de Claude Villeneuve
et François Richard

Suggestions de lecture
Les changements climatiques qui se font sentir sur toute la planète sont là pour rester. D’où viennent-ils ? Quelles en sont les conséquences et la portée ? Comment s’y adapter ? Quelles actions entreprendre pour en réduire l’ampleur ? Vivre les changements climatiques. Réagir pour l’avenir livre à la fois les explications de base pour comprendre le problème et les plus récentes informations sur le phénomène.

Il est désormais reconnu que le réchauffement du climat est occasionné par les humains en raison de l’augmentation de la population mondiale et de l’activité économique pratiquée sans souci de l’environnement.

Mais, cette corrélation n’est pas immuable, expliquent les auteurs de ce livre : l’émergence de nouvelles technologies, des incitations économiques et légales, et même les gestes et les choix des citoyens peuvent contribuer significativement à modifier son intensité.

Cette troisième édition de Vivre les changements climatiques a été considérablement revue et augmentée pour tenir compte des données et des événements les plus récents, entre autres du dernier rapport du Groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat (GIEC).

Claude Villeneuve est biologiste, professeur, chercheur et directeur de la Chaire en éco-conseil de l'Université du Québec à Chicoutimi.



HOT AIR; Meeting Canada's Climate Change Challenge
de Jeffrey Simpson, Mark Jaccard et Nic Rivers


Voici un ouvrage clair et crédible pour les Canadiens soucieux de comprendre le dossier des changements climatiques dans le contexte canadien- et qui offre des solutions.

Excellent travail de collaboration entre un des plus grands experts au Canada sur l'environnement, Mark Jaccard, Nic Rivers, un chercheur qui travaille avec lui à l'Université Simon Fraser et Jeffrey Simpson, le très respecté journaliste du Globe and Mail, qui livre le tout dans un message clair et sans complaisance.

Ce livre débute par une description de la menace climatique pour le Canada. Puis il explique comment les Canadiens ont été endormis par leurs politiciens ( "On s'en occupe") et certains de leurs industriels ( «les choses ne sont pas si pire, des lignes directrices volontaires sont suffisantes"). Tout cela, bien entendu, renforce les mythes que de nouvelles politiques énergiques ne sont pas nécessaires.

Hot Air expose ensuite en termes facilement compréhensibles, des politiques très simples que le Canada pourrait adopter tout de suite afin de réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre au cours des prochaines décennies. Il montre même comment ces politiques pourrait être conçues pour avoir un minimum d'effets négatifs.

Avec l'exemple d'autres pays qui s'attaquent avec succès aux changements climatiques, Hot Air montre pourquoi ces dernières, selon les auteurs, sont les seules politiques qui fonctionnent - et pourquoi il est urgent d'agir.

(Livre en anglais seulement)