Depuis plusieurs millénaires, la concentration atmosphérique du CO2 était stable autour de 280 ppmv. Depuis cent à deux ans, elle augmente régulièrement pour atteindre 380 ppmv en 2008 ; est-ce dû à l'Homme ?

On pense que l’augmentation est due à la production de CO2 par l’homme depuis le début de la révolution industrielle. En effet, depuis 100-150 ans, l’homme brûle des énergies fossiles qui se sont accumulées pendant des millions d’années, libérant brutalement vers l'atmosphère du CO2, qui avait été absorbé sur une très longue période (le pétrole, le charbon se forme sur des millions d’années). Il y a donc perturbation par l’homme du cycle du carbone. Cette perturbation, peut-elle expliquer l’augmentation de la concentration de COdans l'atmosphère depuis 150 ans ? Comment la nature réagit-elle à cette perturbation ? C’est tout l’enjeu de la recherche actuelle.

On a réussi à estimer la production de CO2 due à la combustion des énergies fossiles, cela donne un résultat actuel de 8 milliards de tonnes de carbone/an (ce qui fait 25-30 milliards de tonnes de CO2/an). D'après ces calculs, connaissant le volume de l'atmosphère, on estime que la concentration atmosphérique de CO2 devrait augmenter de 3,5 ppmv par an. Or, elle n’augmente que de 1,9 ppm par an (pour la période 2000-2006). Ceci prouve que d’autres phénomènes interviennent dans la régulation du CO2 atmosphérique.

Les plantes nous « aident »

Première chose, l’augmentation du CO2 atmosphérique peut stimuler la photosynthèse chez les plantes. Il semble, en effet, que, actuellement, la biomasse absorbe plus de CO2 qu’elle n’en rejette (les processus de photosynthèse chez les plantes dépassent, en échanges nets, les processus de respiration des êtres vivants).

Le rôle des océans

Deuxième phénomène, une grande surface atmosphérique est en contact avec les mers et les océans, qui représentent 70% de la surface du globe. Les océans et les mers sont des fluides, tout comme l’atmosphère, des échanges gazeux continuels ont ainsi lieu. Si la concentration de CO2 dans l’atmosphère augmente, les océans vont absorber de ce CO2, jusqu’à l’atteinte d’un nouvel équilibre.

Or, il semble que le CO2 atmosphérique « en supplément » ne s’est pas encore complètement dissous dans le volume océanique. Le problème est que cette dissolution du CO2 dans les océans entraîne une acidification de leurs eaux. En effet, les formes de CO2 dissous dans l'océan forment un acide faible. L'acidification est pour le moment minime (0,1 unité pH) et est limitée aux eaux de surface, mais, à long terme, elle atteindra toutes les profondeurs.

Ensuite, tout comme sur les continents, le CO2 est absorbé par des plantes, le phytoplancton, qui se trouve au début de la chaîne alimentaire. Ce CO2 absorbé représente une masse de carbone, qui, une fois digéré par d’autres organismes, ne réapparaitra pas dans l’atmosphère, mais restera dans les océans, pour ensuite se déposer vers le fond, une fois les organismes morts. Il est donc important d’élargir notre compréhension du cycle du CO2 vers le cycle du carbone proprement dit.

Autre point important à noter, l’augmentation actuelle du CO2 provient ainsi de l’émergence plus ancienne d’un phénomène humain, la déforestation par les feux de forêt. Comme pour l’utilisation du pétrole ou du charbon ou du gaz naturel, il s’agit de la libération rapide d’une réserve de CO2 (de quelques heures à quelques jours) qui s’est constituée en un temps beaucoup plus long (de quelques années à plusieurs siècles, selon l’âge des arbres partis en fumée). Ainsi, on peut dire que la production de CO2 vers l’atmosphère est supérieure à 9 milliards de tonnes de carbone par an, ce qui prouve bien que les plantes et les océans atténuent, pour le moment, l’augmentation de la concentration atmosphérique en CO2.

Auteur : Marc Jamous pour l'IPSL.