Changement climatique et altération chimique des roches

Publié par Isabelle le 15/01/2022 à 13:00
Source: CNRS INEE
Séquestration du CO2 par altération chimique des roches dans un contexte de changement climatique à l'échelle globale

L'altération chimique des roches a un impact significatif sur la régulation du climat mondial à long terme. Elle transforme le CO2 en carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...) inorganique dissous (CID) par dissolution des carbonates et hydrolyse des silicates. Le CID est ensuite exporté par les fleuves vers les océans (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par...). Les flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments...) de CID peuvent donc être utilisés en première approximation (Une approximation est une représentation grossière c'est-à-dire manquant de...) pour évaluer l'intensité de l'altération chimique. Parue dans la revue Nature: Scientific Reports, une récente étude vise à estimer les impacts potentiels du changement climatique sur ces flux.

Les différents scénarios de changement climatique montrent des augmentations de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) et des changements importants dans le cycle hydrologique. Pourtant, les effets de ces changements sur l'altération chimique et la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il...) de séquestration du CO2 associée et l'exportation de CID par les fleuves vers les océans ont été peu investigués et restent aujourd'hui mal connus. Ainsi les effets de la température peuvent être contradictoires. Ils peuvent provoquer d'une part une augmentation de l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) microbienne des sols, impliquant une augmentation de la production de CO2, moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif...) de l'altération par la respiration (Dans le langage courant, la respiration désigne à la fois les échanges gazeux (rejet...) dans les sols, et d'autre part, une diminution de la dissolution du CO2 dans l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) et de la dissolution des carbonates. L'hydrologie reste le principal facteur de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) du transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus...) de CID à l'échelle globale.

Comment évoluera la consommation annuelle de CO2 par altération sous l'effet du changement climatique ? Où et quand ces changements de consommation de CO2 par altération seront-ils les plus visibles à l'échelle globale ? Ces questions scientifiques sont abordées dans une étude publiée dans la revue Nature Scientific Reports.

Dans cette étude, une cascade de modèles (VIC, ICWR, MEGA, voir plus bas) a été appliquée à 300 grands bassins fluviaux (BV) du monde (Le mot monde peut désigner :), couvrant environ 70 % de la superficie (L'aire ou la superficie est une mesure d'une surface. Par métonymie, on désigne souvent...) totale des continents. Cette modélisation a permis une évaluation spatiale et temporelle de la séquestration du CO2 par altération chimique des BV selon deux scénarios de changement climatique (RCP 2.6 et RCP 8.5). La dynamique historique (1969-1999) et future (2071-2100) des flux de cations et d'anions libérés dans les eaux de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) par l'altération chimique des roches et de la séquestration de CO2 associée a été modélisée en couplant le modèle hydrologique VIC avec le modèle géochimique ICWR. Les résultats obtenus pour ces différents scénarios climatiques ont ensuite été utilisés comme entrée dans le modèle géochimique MEGA pour estimer la consommation de CO2.

Ainsi, les chercheurs montrent dans cette étude que l'altération chimique présente une augmentation générale de la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) annuelle de CO2 consommée, passant de 0,247 ± 0,045 Pg C·y-1 à 0,261 et 0,273 ± 0,054 Pg C·y-1, respectivement pour les scénarios RCP 2.6 et RCP 8.5. Malgré une augmentation générale de la séquestration mondiale quotidienne, les deux scénarios climatiques montrent une diminution entre juin et août. Ces projections de changements de CO2 ont été évaluées par rapport aux changements hydrologiques, et cartographiées à l'échelle globale, permettant de mettre en évidence les hot spots et les hot moments aux échelles annuelle et saisonnière.


a) Consommation moyenne interannuelle de CO2 due à l'altération chimique au cours de la période historique, exprimée en Mg C·y-1·km-2 ; et b) changement relatif entre le présent et la période 2071-2100 dans les scénarios climatiques RCP 2.6 et RCP 8.5, exprimé en pourcentage (Un pourcentage est une façon d'exprimer une proportion ou une fraction dans un ensemble. Une...) de changement par rapport à la période historique.

Laboratoire CNRS impliqué:
Laboratoire Ecologie Fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions....) et Environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) (CNRS/Univ Toulouse Paul Sabatier/Toulouse INP)

Référence:
Juan Luis Lechuga-Crespo, Sabine Sauvage, Estilita Ruiz-Romera, Michelle T.H. van Vliet, Jean-Luc Probst, Clément Fabre, José Miguel Sánchez-Pérez (2021). Global carbon sequestration through continental chemical weathering in a climatic change context (ConTEXT est un éditeur de texte plein écran et un outil de développement.). Nature, Sci Rep 11, 23588.

Contacts:
- José Miguel Sanchez Pérez - Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (CNRS/Univ Toulouse Paul Sabatier/INP Toulouse) - jose.sanchez at univ-tlse3.fr-
- Sabine Sauvage - Ingénieure en écologie et environnement dans le Laboratoire d'écologie fonctionnelle et environnement, Toulouse
- Catherine Donati - Correspondante communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle,...) - Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (CNRS/Univ Toulouse Paul Sabatier/INP Toulouse) - catherine.donati at univ-tlse3.fr
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