Explique moi…le cycle du carbone

Essentiel à toute forme de vie, le carbone est un élément chimique présent partout dans la nature. On le retrouve sous différentes formes dans les grands réservoirs naturels de notre planète : les océans, les forêts, les sols, l’atmosphère…etc. Depuis des millions d’années, au fil d’échanges et de réactions biologiques ou chimiques, le carbone n’a jamais cessé de circuler d’un réservoir à un autre. Ces échanges, qui régulent notre climat, constituent ce qu’on appelle le cycle du carbone.   

Les grands réservoirs naturels de carbone sur Terre : 

Tantôt libéré, tantôt absorbé, le carbone fonctionne en cycle et circule en permanence entre quatre grands réservoirs naturels. Mais de quels réservoirs s’agit-il ? 

• La lithosphère est le principal réservoir naturel de carbone. Elle désigne les sols et sous-sols qui composent notre Terre. Dans la lithosphère, le carbone, qui est issu de la décomposition des organismes animaux et végétaux, se retrouve dans des roches enfouies à plusieurs dizaines de kilomètres sous terre.  

• L’hydrosphère englobe l’ensemble des zones où il y a de l’eau sur Terre. Qu’elle soit sous forme liquide (mers, océans, lacs, rivières) ou solide (glaciers, banquise, neiges éternelles), l’hydrosphère occupe 70% de la surface terrestre et constitue le deuxième plus gros réservoir de carbone sur Terre. Dans l’hydrosphère, le carbone est principalement dissout dans les mers et les océans. 

• L’atmosphère, c’est la couche de gaz qui entoure notre planète Terre. D’une épaisseur d’environ 500km, soit près de deux fois la hauteur de la tour Eiffel, elle est composée principalement d’azote (78%) et d’oxygène (21%), ainsi que d’autres gaz présents en infimes proportions. Dans l’atmosphère, le carbone existe sous forme de dioxyde de carbone (CO₂) et de méthane (CH₄), des gaz dits à effet de serre. 

• La biosphère représente l’ensemble des organismes vivants et leurs milieux de vie. Elle comprend donc la totalité des écosystèmes terrestres, dont les forêts. Au sein de la biosphère, le carbone se retrouve notamment dans les tissus des êtres vivants qui la composent (exemple : les feuilles des arbres contiennent du carbone tout comme le corps humain !).  

Zoom sur la photosynthèse : un processus d’échange à l’œuvre lors du cycle du carbone 

L’un des processus d’échange les plus connus entre ces réservoirs naturels s’appelle la photosynthèse. La photosynthèse correspond à l’échange entre l’atmosphère (notre air) et la biosphère (les organismes vivants) : les plantes présentes sur terre et dans la mer utilisent les rayons du soleil pour transformer l’eau (H₂O), et le dioxyde de carbone (CO₂) présent dans l’atmosphère pour se développer et grandir, avant de libérer à leur tour de l’oxygène dans l’air (O₂).  

Un cycle naturel perturbé par les activités humaines

Avant le début de la première ère industrielle au XVIIIe siècle, le cycle du carbone était parfaitement équilibré. Autrement dit, toute la quantité de carbone que la Terre produisait pouvait être absorbée et libérée grâce aux échanges naturels entre les grands réservoirs.  

L’arrivée de la Ière ère Industrielle, marquée par l’avènement des machines, a profondément perturbé cet équilibre. Depuis les années 1800, la quantité de carbone dans l’air (CO₂ et CH₄), pourtant stable depuis des milliers d’années, a connu une augmentation sans précédent. En cause, les activités humaines telles que la déforestation, l’élevage intensif, l’utilisation d’engrais et de produits chimiques ou encore la combustion des énergies fossiles (charbon, pétrole et gaz).  

Directement extraits des croûtes terrestres, ces combustibles fossiles sont acheminés vers des centrales où on les brûle pour pouvoir produire de l’électricité, faire fonctionner nos voitures ou encore chauffer nos maisons. Chaque année, en brûlant ces combustibles, l’homme libère d’énormes quantités de carbone jusqu’alors enfoui sous terre. Résultat : le cycle naturel d’échange se dérègle car les grands réservoirs, comme nos océans ou nos forêts, ne sont plus en mesure d’absorber cet excédent de carbone, qui se retrouve alors piégé dans notre atmosphère.  

À eux seuls, les combustibles fossiles représentent près de 87% des émissions de CO₂ de source humaine dans l’atmosphère. Ces combustibles sont d’ailleurs si rapidement extraits et brûlés qu’ils n’ont pas le temps de se régénérer dans les croûtes terrestres. Le CO₂  et d’autres gaz néfastes pour la planète s’accumulent aussi dans notre atmosphère en raison de la déforestation. Chaque année, des milliers d’arbres sont coupés et brûlés par l’homme, si bien que les forêts, véritables poumons de la planète avec les océans, pourraient à terme libérer plus de CO₂ qu’elles n’en capturent. On estime qu’aujourd’hui, près de 20% du carbone accumulé dans l’atmosphère sous forme de CO₂ provient de la déforestation.   

En seulement 150 ans, la quantité de CO₂ dans l’atmosphère a ainsi augmenté de 80%, du jamais vu à l’échelle de l’humanité. En modifiant la teneur en carbone de l’atmosphère, les activités humaines ont directement contribué au dérèglement du cycle naturel du carbone et à la crise climatique que nous traversons.