cycle du carbone

Le carbone est stocké dans plusieurs réservoirs superficiels : Biosphère, Hydrosphère, Lithosphère, Atmosphère. Les échanges de carbone entre ces réservoirs sont quantifiés par des flux (tonne/an). Les quantités de carbone dans les différents réservoirs sont constantes lorsque les flux sont équilibrés. L’ensemble de ces échanges constitue le cycle du carbone sur Terre.

Visualisation de l’évolution de la teneur atmosphérique en CO2

A la fin de la séance, je sais analyser un schéma représentant le cycle biogéochimique du carbone pour comparer les stocks des différents réservoirs et identifier les flux principaux de carbone d’origine anthropique ou non.

1. Vous avez à votre disposition 4 rectangles représentant les 4 compartiments, réservoirs de carbone : Biosphère, Hydrosphère, Lithosphère, Atmosphère.

Livre page 30-32

2. Préciser, dans chacun de ces réservoirs, quelle est la forme principale sous laquelle se présente le carbone : dioxyde de carbone gazeux, dioxyde de carbone dissous, ion carbonate (HCO3-), pétrole/charbon/gaz, matière organique (sucre), calcaire (carbonate de calcium-CaCO3)

Noter leurs formules chimiques et les quantités (en Gtc) Ordres de grandeur en GtC (milliards de tonnes de carbone) pour les différents réservoirs :

Atmosphère : 102 GtC
Océans : 103 GtC
Roches carbonées et carbonatées : 106 GtC
Sols et biomasse continentale : 103 GtC

Utiliser les informations fournies par l‘office du climat pour préciser, dans chacun de ces réservoirs, quelle est la forme principale sous laquelle se présente le carbone.

Vidéo sur l’origine du pétrole

3. Représenter les transferts par des flèches légendées, accompagnées des équations-bilan.

4. Pourquoi distingue-t-on un cycle court et un cycle long ?

5. Depuis 1850 la concentration est passée de 275 ppm à 393 ppm en janvier 2012 puis 425 en Mai 2023, l’action humaine en est responsable. Quels sont les principaux facteurs responsables de cette augmentation ?

6. Réalisation des expériences permettant de montrer les mouvements de CO2 entre certains réservoirs.

6- Revoir à la maison ce cycle avec l’animation de l’OCE ou je m’entraine avec un exercice autocorrectif

Le carbone est présent sur Terre dans différents réservoirs et sous diverses formes.
Les réservoirs présentés sont dans un premier temps l’atmosphère avec le carbone sous forme de dioxyde de carbone et la biosphère composée de matière organique, puis les formes dissoute et carbonate de l’hydrosphère. Le dernier réservoir présenté est la lithosphère dans laquelle on retrouve des roches carbonées et les roches sédimentaires.

Les combustibles fossiles se sont formés à partir du carbone des êtres vivants, il y a plusieurs dizaines à plusieurs centaines de millions d’années. Ils ne se renouvellent pas suffisamment vite pour que les stocks se reconstituent : ces ressources en énergie sont dites non renouvelables.

Lien vers site ifremer :

Exercices autocorrectifs pour s’entraîner à réviser ce premier chapitre :

Schéma bilan intéractif

Pour mémoriser l’essentiel du cours, posez-vous régulièrement ces questions et vérifiez vos réponses.

Quelle était la composition de l’atmosphère peu après la formation de la Terre puis 150 millions d’années plus tard ?

Comment a évolué la proportion de dioxygène atmosphérique au cours de l’histoire de la Terre ? Comment le sait-on ?

Quelle est l’origine et l’importance de la couche d’ozone pour la vie sur Terre ?

Savez-vous dessiner schématiquement le cycle du carbone et comparer l’ordre de grandeur des principaux réservoirs ? Correction des questions

Exercice maison

Pour aller plus loin

» Dites-vous encore « merci » par mail ? Ce type de mails de politesse ou d’usage social est une véritable plaie pour la planète. Une étude britannique a indiqué que si les salariés anglais supprimaient un seul mail inutile par jour, cela permettrait d’économiser 16 tonnes de CO2. » Claire Chazeau source

En classe, présentation du bilan carbone et de l’activité carbonomètre de educlimat comprendre les principaux ordres de grandeur des actions individuelles. Laisser mes ampoules allumées ou un vol transatlantique ? Qu’est ce qui émet le plus ?

Dans le numérique, la plus grosse partie de la pollution vient de la fabrication des matériels, puis de la transition des données par des serveurs. Lire l’essai d’Inès Leonarduzzi sur la pollution numérique : Réparer le futur.

Les élèves réalisent leur bilan carbone à la maison : calculer son impact et savoir sur quel domaine il faut agir. Distribution aux élèves du formulaire de récolte de données pour effectuer le bilan carbone de leur famille.

Une vidéo à regarder : le dessous des cartes Écologie : des pays plus verts que d’autres ?

Savoir

Le carbone est stocké dans plusieurs réservoirs superficiels : l’atmosphère, les sols, les océans, la biosphère et les roches. Les échanges de carbone entre ces réservoirs sont quantifiés par des flux (tonne/an). Les quantités de carbone dans les différents réservoirs sont constantes lorsque les flux sont équilibrés. L’ensemble de ces échanges constitue le cycle du carbone sur Terre. Les combustibles fossiles se sont formés à partir du carbone des êtres vivants, il y a plusieurs dizaines à plusieurs centaines de millions d’années. Ils ne se renouvellent pas suffisamment vite pour que les stocks se reconstituent : ces ressources en énergie sont dites non renouvelables.

Savoir faire

Analyser un schéma représentant le cycle biogéochimique du carbone pour comparer les stocks des différents réservoirs et identifier les flux principaux de carbone d’origine anthropique ou non

Réponse Q4: un cycle court, à l’échelle de l’organisme, en lien avec le vivant, qui se limite aux échanges en surface par le biais des mécanismes de photosynthèse, respiration et fermentation, tant au niveau continental qu’océanique. Puis, le cycle à long terme présente les évènements géologiques responsables de la circulation du carbone dans les réservoirs : à l’échelle des temps géologiques. La sédimentation et la fossilisation permettent de capturer le carbone atmosphérique alors que le volcanisme permet un enrichissement lent de l’atmosphère en carbone.

Réponse Q5 : Les principaux facteurs responsables de cette augmentation sont l’utilisation des énergies fossiles, la transformation des calcaires pour faire des ciments sans oublier la déforestation. )

L’augmentation de la teneur atmosphérique en dioxyde de carbone augmente l’effet de serre et provoque une augmentation de la température, qui est moins élevée que prévue. Si l’absorption du CO2 excédentaire est constante au niveau des océans (26%) cette même grandeur est variable au niveau des continents (20 à 78%) selon les années. A partir de ces deux puits de carbone on peut envisager une simulation au niveau de la biosphère terrestre.