Puits marin pour le CO d'origine humaine₂ détermine

Tout le dioxyde de carbone (CO₂) qui est émis dans l'air lors de la combustion d'énergies fossiles reste dans l'atmosphère et contribue au réchauffement de la planète. Les océans du monde ainsi que les écosystèmes terrestres absorbent en effet des quantités considérables de CO? émis par l'homme dans l'atmosphère.

Les océans absorbent le CO₂ se dissout en deux étapes : Tout d'abord, le CO₂ dans les eaux de surface. Il est ensuite distribué par des pompes de circulation marines. Les courants marins et les processus de mélange transportent le CO₂ de la surface jusqu'en profondeur dans les bassins océaniques, où il s'accumule au fil du temps.

Stockage de carbone dans l'océan

Les pompes de circulation marines sont la force motrice de ce que l'on appelle le puits de carbone dans l'océan. Ce puits est à son tour responsable de la concentration atmosphérique de CO₂-Sans eux, les émissions de CO₂-concentration dans l'atmosphère est nettement plus élevée et le changement climatique d'origine humaine est d'autant plus important.

La question de savoir quelle est la quantité de CO₂ que l'océan absorbe avec précision est centrale pour la recherche climatique. Une équipe internationale de scientifiques dirigée par Nicolas Gruber, professeur de physique environnementale à l'ETH Zurich, est désormais parvenue à déterminer avec précision la puissance de puits de carbone de l'océan sur une période de treize ans. Comme le rapportent les chercheurs dans le dernier numéro de Science, les océans du monde ont absorbé entre 1994 et 2007 un total d'environ 34 giga-tonnes (milliards de tonnes) de carbone d'origine humaine provenant de l'atmosphère. Cela correspond à environ 31 pour cent du total des émissions de CO₂-sur cette période.

Puissance de puits marine intacte

Le pourcentage des émissions de CO₂-ne diffère pas des quelque 200 années précédentes depuis l'industrialisation, mais la quantité absolue, si : car tant que la concentration atmosphérique de CO₂ la capacité de puits des mers évolue à peu près proportionnellement - donc plus la concentration de CO₂-plus il est absorbé par l'océan - jusqu'à ce que celui-ci soit saturé à un moment donné.

Cela ne semble toutefois pas encore être le cas : "Au cours de la période étudiée, l'océan global a continué à absorber le CO₂ et ce, à un rythme comparable à celui de l'augmentation du CO₂à prévoir", explique Gruber.

De manière générale, les nouveaux résultats basés sur des données confirment différentes estimations antérieures de la puissance des puits marins à l'aide de modèles. "C'est un résultat important qui nous donne maintenant la certitude que les différentes approches sont correctes", déclare Gruber. Les résultats permettent en outre de tirer des conclusions sur les émissions de CO₂-des écosystèmes terrestres, qui est généralement plus difficile à saisir.

avec des taux d'absorption différents selon les régions.

Alors que les résultats indiquent dans l'ensemble que les océans continuent de jouer un r?le de stockage important dans le bilan global du carbone, les chercheurs ont constaté des différences considérables dans le taux de stockage des différentes régions marines.

Ainsi, entre 1994 et 2007, l'Atlantique Nord a émis environ 20 pour cent de moins de CO₂ absorbé que ce qu'il aurait d?. "Cela est probablement d? à l'affaiblissement de la pompe de circulation de l'Atlantique Nord à la fin des années 90, lui-même causé par les variations climatiques", explique Gruber. Pendant ce temps, la baisse de l'efficacité des puits dans l'Atlantique Nord s'est accompagnée d'une absorption nettement plus élevée dans l'Atlantique Sud, de sorte que l'augmentation globale des émissions de CO₂ total a évolué comme prévu.

Les chercheurs ont également documenté des variations similaires dans l'océan Austral, l'océan Pacifique et l'océan Indien. "La dépression océanique ne réagit donc en aucun cas uniquement à l'augmentation du CO₂ - la sensibilité par rapport aux variations climatiques nous montre que des rétroactions plus importantes avec le système climatique sont également possibles ici", souligne Gruber.

Un bilan gr?ce à deux inventaires

La condition préalable à ce travail de recherche était des mesures complexes de la concentration de CO₂-et d'autres grandeurs chimiques et physiques dans les différentes mers, de la surface jusqu'au fond marin, parfois jusqu'à 6 km de profondeur. A partir de 2003, des scientifiques de sept nations ont participé à ce programme coordonné au niveau international pendant plus d'une décennie. Au total, ils ont effectué plus de 50 voyages de recherche à travers les océans du monde.

Pour l'analyse des données, les chercheurs ont utilisé une méthode statistique que Gruber et son ancien doctorant Dominic Clement avaient spécialement développée : elle permet de distinguer dans la concentration totale de CO dissout₂ la part recherchée d'origine humaine du CO₂ de faire la distinction entre les deux. En tant que source naturelle de CO₂ désigne la part de carbone qui existait déjà dans le système océanique à l'époque préindustrielle.

Au tournant du millénaire, Gruber avait déjà participé à une étude similaire qui, sur la base de données antérieures sur le CO₂-Les mesures dans les océans dont l'absorption de CO₂ depuis le début de l'industrialisation vers 1800 jusqu'en 1994 - à 118 giga-tonnes de carbone. L'équipe actuelle de chercheurs autour de Gruber a étendu cette analyse jusqu'en 1994, puis jusqu'en 2007. Les deux inventaires de 1994 et 2007 ont permis pour la première fois d'évaluer l'augmentation de la concentration océanique de CO₂ pendant cette période et de vérifier la performance des puits.

L'augmentation du CO₂-La teneur en oxygène acidifie les habitats marins

Le puits de carbone océanique rend un précieux service à l'humanité - mais cela a aussi un prix : le CO dissous dans la mer₂ rend l'eau plus acide. "Nos données montrent que l'acidification s'étend parfois jusqu'à plus de 3000 mètres de profondeur à l'intérieur des océans", considère Gruber.

Cela peut avoir de graves conséquences pour de nombreuses espèces marines : D'une part, le calcaire se dissout spontanément dans le milieu acidifié, ce qui met en danger les coquillages ou les coraux par exemple, qui forment des coquilles ou des squelettes en carbonate de calcium. D'autre part, la modification de la chimie des océans peut entraver des processus physiologiques comme la respiration des poissons. "C'est notamment pour comprendre de tels processus qu'il est si important de documenter avec précision l'influence de l'homme dans les mers", affirme Gruber avec conviction.