Les océans stockent mieux le carbone que les arbres

Nous considérons les arbres et le sol comme des puits de carbone, mais les océans du monde contiennent des stocks de carbone beaucoup plus importants et sont plus efficaces pour stocker le carbone de manière permanente.

Dans une nouvelle recherche publiée aujourd’hui, nous étudions le taux à long terme d’élimination permanente du carbone par les coquillages de plancton dans l’océan près de la Nouvelle-Zélande.

Nous montrons que les coquillages ont absorbé à peu près la même quantité de carbone que les émissions régionales de dioxyde de carbone, et ce processus était encore plus élevé au cours des anciennes périodes de réchauffement climatique.

Les humains extraient du carbone du sol en brûlant des combustibles fossiles déposés il y a des millions d’années et en les rejetant dans l’atmosphère sous forme de dioxyde de carbone. Le taux actuel de formation de nouveaux combustibles fossiles est très faible. Au lieu de cela, le principal mécanisme géologique (à long terme) de stockage du carbone aujourd’hui est la formation de coquillages qui se conservent sous forme de sédiments au fond de l’océan.

Une carte du continent Zealandia, Pacifique sud-ouest

Le continent de Zealandia est environ deux fois plus grand que l’Inde, mais la majeure partie se trouve à plus de 1000 m de profondeur dans le sud-ouest de l’océan Pacifique. Auteur fourni , CC BY-ND

Les émissions de dioxyde de carbone provenant de la combustion de combustibles fossiles sur le continent s’élèvent à environ 45 millions de tonnes par an, soit 0,12 % du total mondial.

Notre travail documente un projet qui faisait partie du Programme international de découverte des océans ( IODP ). L’ expédition 371 a foré dans les fonds marins de Zealandia pour étudier la formation du continent et analyser les anciens changements environnementaux enregistrés dans ses sédiments.

Attirer le carbone au fond de l’océan

Le carbone organique sous forme de plantes mortes, d’algues et d’animaux est principalement consommé par d’autres créatures, principalement des bactéries, à la fois dans l’océan et dans les sols forestiers. La plupart des organismes dans l’océan sont si petits (moins de 1 mm) qu’ils restent invisibles, mais lorsqu’ils meurent et coulent, ils transportent du carbone vers les profondeurs de l’océan. Leurs coquilles peuvent s’accumuler sur le fond marin pour former de vastes dépôts de craie et de calcaire.

Les sédiments que nous avons carottés avaient plusieurs centaines de mètres d’épaisseur et se sont formés sous des climats plus chauds qui pourraient ressembler aux décennies et siècles à venir. Nous connaissons les environnements passés grâce à l’analyse des fossiles.

Les coquillages, qui sont faits de carbonate de calcium, séquestrent des quantités importantes de carbone. Le taux d’accumulation de coquillages moyen sur le dernier million d’années était d’environ 20 tonnes par kilomètre carré par an.

La superficie totale du continent Zealandia est d’environ 6 millions de kilomètres carrés, de sorte que le taux moyen de stockage du carbonate de calcium était d’environ 120 millions de tonnes par an, ce qui équivaut à 53 millions de tonnes de dioxyde de carbone par an.

C’est à peu près la même chose que les émissions provenant de la combustion de combustibles fossiles sur le continent aujourd’hui, à quelques erreurs de calcul près. Cependant, une zone beaucoup plus vaste que la seule Zealandia accumule des coquillages microscopiques.

Le cycle planétaire du carbone

La Terre expulse naturellement le dioxyde de carbone des sources minérales et des volcans, car les roches sont cuites en profondeur. Il est peu probable que cela soit affecté par le changement climatique. La Terre stocke du dioxyde de carbone lorsque les roches sont altérées à la surface et que les coquillages s’accumulent sur le fond marin. Ces deux mécanismes pourraient être affectés par le changement climatique.

La biosphère et les océans détiennent également d’importants stocks de carbone qui ne manqueront pas de changer. C’est un système complexe et de nombreux scientifiques tentent de comprendre comment il réagira aux activités humaines.

Différentes parties du système carbone réagiront de différentes manières et à des rythmes différents. Notre travail fournit des indices sur ce qui pourrait se passer dans l’océan.

Il y a environ 4 à 8 millions d’années, le climat était plus chaud, les niveaux de dioxyde de carbone étaient similaires ou même plus élevés qu’aujourd’hui et l’océan était plus acide. Cependant, nous avons constaté que le taux d’accumulation moyen de coquillages sur Zealandia était plus du double de celui du million d’années le plus récent.

C’est un modèle observé ailleurs dans le monde. Les climats plus chauds au cours de cette période avaient des océans qui produisaient plus de coquillages, mais ces données sont des taux d’accumulation moyens sur des échelles de temps de millions d’années.

Le mécanisme par lequel ces anciens océans plus chauds produisaient plus de coquillages reste un sujet de recherche en cours (y compris la nôtre).

Les rivières et le vent fournissent des nutriments à l’océan, en particulier lors d’événements météorologiques extrêmes, et des changements peuvent se produire sur de courtes périodes. À l’autre extrême, des modèles climatiques entièrement intégrés montrent qu’une réorganisation à grande échelle des courants océaniques pour améliorer l’apport de nutriments provenant des eaux profondes pourrait prendre des siècles, voire des millénaires.

Notre travail met en évidence et quantifie le rôle important que l’océan, et en particulier la vie microscopique qu’il contient, jouera à terme dans le rétablissement de l’équilibre de notre planète. La vitesse à laquelle le plancton mort attire le carbone vers les profondeurs de l’océan et les petits coquillages le stockent en permanence sur le fond marin représente une proportion importante des émissions humaines de dioxyde de carbone et il est susceptible d’augmenter à l’avenir.

Nos travaux révèlent qu’un océan plus chaud peut éventuellement produire plus de coquilles de carbonate de calcium que l’océan actuel, même si l’acidification des océans se produira presque certainement.

La rapidité avec laquelle la séquestration naturelle du carbone dans l’océan pourrait changer reste très incertaine. Il faudra plusieurs siècles avant que nous atteignions un état océanique similaire à celui trouvé il y a 4 à 8 millions d’années.

Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour comprendre comment cette transition pourrait se produire et s’il est possible et judicieux d’améliorer la productivité biologique de nos océans pour atténuer le changement climatique et maintenir ou augmenter la biodiversité.

Laïa Alegret – Professeur de Paléontologie, Universidad de Zaragoza