FAQ 4 : La concentration en CO2 de l’atmosphère augmente-elle trop rapidement ?

Commençons par la concentration :

La concentration en CO2 de l’atmosphère augmente régulièrement depuis le début des mesures par la méthode de la spectrophotométrie infra-rouge de type NDIR en 1959 (de ± 320 ppm on est actuellement en 2018 à ± 408 ppm). Ces mesures sont très précises, et sont des mesures directes. La courbe est croissante et présente des oscillations saisonnières (voir figure ci-dessous). Les maxima se situent en mai et les minima en octobre. Ces oscillations sont liées au cycle annuel de la photosynthèse terrestre (belle saison de l’hémisphère nord) et de la respiration (saison froide de l’hémisphère Nord).

Les causes de l’augmentation :

Plusieurs phénomènes, naturels ou causés par l’homme, peuvent expliquer cette augmentation pluriannuelle de la concentration en CO2 atmosphérique. Ces phénomènes peuvent se superposer.

– En vertu de la loi de Henry, si les masses océaniques se réchauffent lentement, du CO2 sera lentement relâché des océans vers l’atmosphère par simple dégazage du CO2 dissous. N’oublions pas que les océans représentent 70% de la surface terrestre et comportent énormément de carbone dissous : environ 38 700 Gt (gigatonnes) sous forme de bicarbonate HCO3. L’atmosphère est un petit réservoir en contact avec les océans et ne comporte que 829 Gt de carbone.

–  Augmentation de la respiration bactérienne et de la fermentation (dans les sols et les océans) suite à un réchauffement. Les sols  et les océans comportent des milliards de bactéries par gramme ou par millilitre. Lorsqu’il fait plus chaud la dégradation de la matière organique se fait plus vite et plus de CO2 est produit.

– Déforestation : l’écosystème forêt est remplacé par des cultures. Cela se traduit par une baisse de biomasse au mètre carré et donc moins de carbone fixé. Le carbone précédemment stocké dans la biomasse forestière se retrouve en partie dans l’atmosphère (combustion du bois).

– Les éruptions volcaniques (sur terre et en mer) émettent du CO2 . Il ne s’agirait que de 0.1 Gt par an. Cependant, tous les volcans sous-marins ne sont pas connus…

– La combustion des carburants fossiles (pétrole, charbon). Le carbone qui avait été retiré de l’atmosphère au moment de la formation du charbon et du pétrole (il y a des millions d’années) se retrouve rapidement par combustion dans l’atmosphère actuelle. Remarquons que l’homme n’émet que ± 10 Gt par an. Il faut comparer ce chiffre aux émission naturelles (± 200 Gt par an) et se rendre compte de l’énorme incertitude sur les mesures…

Voyons maintenant la vitesse :

Les mesures directes (spectrométrie NDIR) nous disent qu’entre 1959 (320 ppm) et 2018 (408 ppm) le taux d’accroissement du CO2 atmosphérique est d’environ 1.5 ppm/an.

L’étude de Marcott et al. (2014) réalisée sur des carottes de glace nous suggère que des accroissements en CO2 atmosphérique se sont déjà produits dans le passé. Par exemple, ces auteurs nous donnent un taux de 0.13 ppm/an aux alentours de 11 700 ans, en fin de la dernière période glaciaire. Notons qu’il s’agit de méthodes de mesure indirectes.

L’étude de Wagner et al. (2002), réalisée sur des feuilles fossiles (dénombrement des stomates) nous donne une période d’accroissement de 0.85 ppm/an aux alentours de –7800 ans av. J.-C. Notons également qu’il s’agit de méthodes de mesure indirectes.

Nous voyons donc que des augmentations de la concentration atmosphérique en CO2 ont déjà eu lieu dans le passé avec des vitesses se rapprochant des vitesses actuelles (0.85 ppm/an vs 1.5 ppm/an actuellement). Notons au passage la difficulté d’évaluer les taux en CO2 de l’atmosphère du passé. Seulement des méthodes indirectes (et donc imprécises) peuvent être utilisées.

A lire également : Evolutions récentes du CO2 atmosphérique, par J.C. Maurin

Références

Marcott S.A. et al. (2014) Centennial-scale changes in the global carbon cycle during the last deglaciation. Nature 514:616–619.

Wagner F. et al. (2002) Rapid atmospheric CO2 changes associated with the 8,200-years-B.P. cooling event. Proc Natl Acad Sci 99:12011–12014.