Les montagnes stabilisent le carbone dans la croûte terrestre

Publié par Michel le 11/11/2008 à 00:00
Source: CNRS / INSU
Illustrations: Nasa / Modis – CRPG / CNRS - ENS / CNRS
Les modèles globaux de cycle du carbone reposent sur différentes hypothèses qui prennent rarement en compte le devenir du carbone des roches lors de l'érosion. Sur l'exemple himalayen, des chercheurs du CRPG-CNRS de Nancy et de l'ENS-CNRS de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région...) en collaboration avec Woods Hole Oceanographic Institution (USA) montrent qu'une fraction importante de ce carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...) est préservée puis re-sédimentée, mettant ainsi en évidence une boucle fermée dans le cycle du carbone.

Publiés dans la revue Science le 7 novembre 2008, ces travaux illustrent le rôle important des chaînes de montagne (Une montagne est une structure topographique significative en relief positif, située à la...) dans le cycle du carbone en permettant la transformation du carbone organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande...) en graphite lors de l'enfouissement des roches, qui est ensuite largement préservé lors des processus d'érosion, transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus...) et sédimentation. Ce travail, a été mené dans le cadre du programme Reliefs de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) National des Sciences de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) (INSU-CNRS).


La chaîne himalayenne et son réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) de drainage vers l'océan Indien (L’océan Indien s'étend sur une surface de 75 000 000 km². Il est limité au nord...).
Chaque année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...) le Gange (Le Gange (hindî : गंगा Gangâ, bengalî :...) transporte plus de 500 millions de tonnes de sédiments

Le cycle du carbone est un des principaux éléments de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) et du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une...). À l'échelle des temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) géologiques, le flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments...) continu de CO2 volcanique est compensé par le stockage de carbone dans les réservoirs sédimentaires que sont les calcaires et le carbone organique sous diverses formes, charbon, pétrole (Le pétrole est une roche liquide carbonée, ou huile minérale. L'exploitation de...) et concentrations plus discrètes (kérogènes...). L'équilibre entre ces flux contribue à déterminer les concentrations en CO2 et en O2 atmosphériques. Les concentrations de CO2 sont très importantes pour le climat via l'effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie...), celles d'O2 pour le développement de la vie (La vie est le nom donné :). L'érosion des chaînes de montagne joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les...) un rôle central dans les processus de transfert de carbone entre continents et océans et participe ainsi à la "régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se...)" naturelle des concentrations en CO2 et en O2 dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :).

Durant la formation des chaînes de montagne, les roches sont enfouies à des profondeurs qui peuvent atteindre plusieurs kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...). Elles sont ainsi chauffées à des températures de plusieurs centaines de degrés, et subissent alors le métamorphisme. Durant celui-ci, les minéraux se transforment et la matière organique (La matière organique (MO) est la matière carbonée produite en général par...) piégée dans les roches, se transforme progressivement et plus ou moins totalement en graphite lorsque l'enfouissement est suffisant. Avec l'action couplée de la tectonique (La tectonique (du grec « τ?κτων » ou « tekt?n »...) et de l'érosion, ces roches sont exhumées à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...), et le carbone pétrogénique est repris dans le cycle d'érosion (transport-sédimentation).

L'objectif des auteurs a été de caractériser la structure, aux échelles nanométriques à micrométriques par spectroscopie Raman et Microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique...) Electronique par Transmission (MET), du carbone pétrogénique contenu dans les sédiments d'érosion himalayens. Pour ceci, ils ont travaillé sur l'intégralité du système d'érosion de l'Himalaya, depuis les roches sources en Himalaya jusqu'aux sédiments du golfe (Un golfe (italien golfo, grec kolpos, pli) est une partie de mer avancée dans les terres, en...) du Bengale (Océan Indien) à plusieurs milliers de kilomètres de là, en passant par les rivières himalayennes et les grands fleuves de la plaine (Une plaine est une forme particulière de relief, c'est un espace géographique...) du Gange.


Image de microscopie électronique à transmission à haute résolution
d'une particule de graphite contenue dans un sédiment de la baie du Bengale

Il apparaît que les formes de carbone proches du graphite ne sont pas altérées lors de l'érosion et sont finalement préservées et enfouies dans les sédiments marins. En revanche, les formes de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) organique moins évoluées structuralement, comme le charbon ou les kérogènes, et chimiquement plus réactives, sont oxydées au cours du processus d'érosion et retournent vers l'atmosphère sous forme de CO2. Grâce à un traçage par le carbone 14 (Le carbone 14 est un isotope radioactif du carbone, noté 14C.) (14C), les auteurs ont évalué que 30 à 50% du carbone organique présent initialement dans les roches himalayennes sont conservés au cours du cycle d'érosion et finalement enfouis dans les sédiments.

Ainsi le graphite, phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) cristalline très stable du carbone, est hautement résistant aux attaques physiques et chimiques et à l'oxydation lors des processus d'érosion. Durant cette étape, il est inerte (Inerte est l'état de faire peu ou rien.) et simplement transporté vers un nouveau réservoir sédimentaire. Ainsi, la graphitisation est responsable de la constitution d'un réservoir de carbone stable, à l'écart du CO2 atmosphérique, à l'échelle des temps géologiques. La mise en évidence de ce phénomène pour le système Himalayen ouvre de nouvelles voies de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) sur les modalités de cette préservation, mais aussi sur son extrapolation aux autres systèmes orogéniques (Andes...).

Cet article vous a plu ? Vous souhaitez nous soutenir ? Partagez-le sur les réseaux sociaux avec vos amis et/ou commentez-le, ceci nous encouragera à publier davantage de sujets similaires !
Page générée en 0.836 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique