Un équilibre fragile : les réservoirs et flux de carbone

Le cycle du carbone implique plusieurs réservoirs majeurs et des échanges complexes entre eux.

Definition: Réservoir de carbone - Compartiment du système terrestre capable de stocker et d'échanger du carbone avec d'autres compartiments.

Les principaux réservoirs de carbone sont :

1. La lithosphère : le plus important, stockant le carbone sous forme de roches sédimentaires et de combustibles fossiles.
2. L'hydrosphère : les océans dissolvent le CO2 atmosphérique.
3. La biosphère : principalement grâce aux végétaux.
4. L'atmosphère : le réservoir le moins important en termes de quantité.

Example: Les roches carbonatées comme le calcaire constituent un important réservoir de carbone dans la lithosphère.

Les échanges entre ces réservoirs, appelés flux, varient en vitesse et en intensité. On distingue :

• Des flux rapides : respiration, photosynthèse
• Des flux lents : altération de la lithosphère
• Des flux très lents : formation de roches carbonatées, fossilisation

Highlight: L'équilibre du cycle du carbone est actuellement perturbé par les activités humaines, notamment l'exploitation des combustibles fossiles.

L'exploitation intensive des combustibles fossiles libère dans l'atmosphère du carbone stocké depuis des millions d'années, à un rythme bien supérieur à leur formation. Cette perturbation du cycle naturel du carbone a des conséquences importantes sur le climat et les écosystèmes.

De l'atmosphère primitive à l'apparition de la vie

La formation de l'atmosphère terrestre est intimement liée à l'histoire géologique et biologique de notre planète.

Vocabulary: Dégazage - Processus par lequel les gaz piégés dans le manteau terrestre sont libérés vers la surface.

Chronologie des événements clés :

• -4,6 milliards d'années : formation de la croûte terrestre
• -4,2 milliards d'années : formation de l'hydrosphère suite au refroidissement et à la condensation de la vapeur d'eau
• -4,0 milliards d'années : dégazage du manteau à l'origine de l'atmosphère primitive, riche en CO2, H2O et N2

Quote: "C'est le dégazage du manteau qui est à l'origine de l'atmosphère terrestre primitive réductrice."

Les premières formes de vie sont apparues dans les océans, protégées des rayons UV nocifs par la couche d'eau. Des procaryotes anaérobiques se sont développés avant -3,8 milliards d'années dans ce milieu réducteur.

Example: Les stromatolithes, structures carbonatées formées par des cyanobactéries, constituent des preuves fossiles de la présence de vie microbienne ancienne.

L'apparition d'organismes photosynthétiques a progressivement modifié la composition de l'atmosphère :

1. Oxydation du milieu aqueux
2. Passage du fer réduit (Fe2+) au fer oxydé (Fe3+) entre -2,2 et -1,9 milliards d'années
3. Saturation des océans en oxygène
4. Libération de l'oxygène dans l'atmosphère

Cette évolution a favorisé le développement d'organismes au métabolisme respiratoire, au détriment des organismes anaérobies stricts.

Highlight: L'évolution de l'atmosphère terrestre et l'apparition de la vie sont deux phénomènes étroitement liés et interdépendants.