Océan, puits de carbone

L’Océan est un immense réservoir à carbone recouvrant 70% de la surface de la Terre. Il échange avec l'atmosphère, naturellement et de façon permanente, plusieurs milliards de tonnes de carbone sous forme de dioxyde de carbone (CO2). 

Ce processus naturel permet d'emmagasiner une partie des émissions de gaz à effet de serre (GES). On estime que l'Océan absorbe près de 30% de ces émissions d'origine humaine chaque année. Sans cette capacité d'absorption, les changements climatiques actuels seraient plus rapides et plus marqués. 

L'Océan  stocke et redistribue ainsi le gaz carbonique vers l'atmosphère selon deux grands procédés:  l’un biologique et l’autre physico-chimique.

Fig.1 L'Océan absorbe naturellement et de façon permanente le CO2 de l'air, qui se dissout au contact de l'eau.

Image cover : phytoplancton vu du ciel. Crédit : NASA / GSFC / MODIS Rapid Response

Ce mécanisme physico-chimique, plus connu sous le nom de "puits de carbone", ou "pompe à carbone", permet d'absorber et de stocker une grande partie du gaz carbonique d'origine humaine dans les océans.  

Le CO2 a la particularité de devenir plus soluble dans une eau froide. Grâce à ce principe, les eaux glaciales des pôles terrestres dissolvent mieux, plus vite, et donc en plus grande quantité, le CO2 atmosphérique.  

Ainsi, plus les eaux sont froides, plus la quantité de carbone absorbée est grande. Dans ces hautes latitudes, les puissants courants marins emportent avec eux dans les profondeurs tout le CO2. C'est le cas par exemple, dans l'Atlantique nord, à proximité de la banquise où l'on trouve l'un des plus grand puits de carbone au monde 

Le carbone accompagne ce courant froid jusqu'à la fin de son parcours.  

Une partie se mélangera avec le reste de l'Océan, tandis qu'une petite fraction restera prisonnière des fonds marins pour former ce qu'on appelle le stock de carbone. 

A l’origine du mécanisme biologique se trouvent les algues microscopiques et les cyanobactéries en suspension dans l’eau appelées phytoplancton (plancton végétal).   

Tout comme les plantes vertes hors de l'eau, le phytoplancton absorbe une quantité considérable de C02. A l'aide de la lumière, il garde le carbone et expulse du dioxygène (O2) afin de créer de la matière organique. Ce procédé est appelé la "photosynthèse". L'oxygène rejeté par ces organismes (sous forme de O2) se répartit ensuite entre l'Océan et l'atmosphère. 

Pour imager le processus de la photosynthèse, il est possible de faire une comparaison entre l'absorption du CO2 par le phytoplancton et la consommation par un homme d'une olive entière: seule la chair est avalée tandis que le noyau est rejeté.

Dans le processus de la photosynthèse, le phytoplancton capte le « CO2 » (ou l’olive avec noyau), rejette l'oxygène (sous forme de "O2", le noyau pour l’olive) et ne garde que le carbone (le "C", soit la chair de l’olive). La quantité d'oxygène rejetée  se disperse ensuite dans l'espace qui lui est offert, c'est-à-dire dans les océans et l'atmosphère.  

L'Océan participe à l'oxygénation de l'atmosphère tout comme les forêts. C’est grâce au phytoplancton que notre atmosphère s'est concentrée en oxygène et que le monde tel que nous le connaissons aujourd'hui a pu se développer.  

L'Océan est ainsi le principal poumon de la planète: il "inspire" une partie du CO2 atmosphérique et "expire" l'oxygène dans l'air que nous respirons. 

Le plancton végétal (phytoplancton) est à la base de la chaîne alimentaire aquatique. Parcourant tous les maillons, le carbone se répartit dans l'ensemble de la biodiversité marine: partant d'organismes microscopiques, il se retrouve à l'intérieur d'espèces de grande taille comme les baleines. 

A la mort de ces organismes, une petite partie du carbone coule jusqu'à atteindre les fonds marins. Ce dépôt constitue un stock de carbone sédimentaire sur le plancher océanique.