Etude de la pénétration du carbone anthropique dans le bassin Algérien | Généralités
15
Système des carbonates
Plus de 95% du carbone se trouve dans l'océan sous forme de carbone inorganique dissous
(DIC) ou CO2 total (TCO2). Il se présente comme la somme des concentrations des espèces du
carbone inorganique dissous dans l'eau de mer :
𝑇𝐶𝑂 2 = [𝐶𝑂 2(𝑎𝑞) ] + [𝐻 2 𝐶𝑂 3 ] + [𝐻𝐶𝑂 3
− ] + [𝐶𝑂 3
2− ] (1)
Le CO2 se dissout dans l’eau de mer selon la loi d’Henry et suivant les équations suivantes :
𝐶𝑂 2 (𝑔) + 𝐻 2 𝑂 = 𝐶𝑂 2(𝑎𝑞) … K0 (2) avec: K 0 =
[𝐶𝑂 2(𝑎𝑞) ]
𝑝 𝐶𝑂 2
Le CO2(aq) et l’eau de mer forment l’acide carbonique 𝐻 2 𝐶𝑂 3 . La distinction entre la forme
𝐻 2 𝐶𝑂 3 (aq) et 𝐶𝑂 2 étant difficile, vu sa faible concentration, alors on se réfère à la somme
(𝐶𝑂 2
∗
(𝑎𝑞)
) :
𝐶𝑂 2
∗
(𝑎𝑞)
= 𝐶𝑂 2 + 𝐻 2 𝐶𝑂 3
Le 𝐶𝑂 2
∗
(𝑎𝑞)
se dissocie selon les équations suivantes :
𝐶𝑂 2
∗
(𝑎𝑞)
+ 𝐻 2 𝑂 = 𝐻
+ + 𝐻𝐶𝑂 3
− (3) … K1 avec : K 1 =
[𝐻 + ]∗[𝐻𝐶𝑂 3
− ]
[𝐶𝑂 2
∗
(𝑎𝑞)
]
𝐻𝐶𝑂 3
− = 𝐻
+ + 𝐶𝑂 3
2− (4) … K2
avec : K 2 =
[𝐻 + ]∗[𝐶𝑂 3
2− ]
[𝐻𝐶𝑂 3
− ]
La pénétration du CO2 dans les couches de surface est facilitée par l’hydrodynamisme, c’est le
petit volume de ce gaz qui entre dans un grand volume d’eau pour s’équilibrer avec
l’atmosphère qui s’appelle la pression partielle de CO2. La pression partielle en CO2 (pCO2) de
l’eau de mer est reliée à la concentration en CO2 dissous par la relation suivante :
𝑝𝐶𝑂 2
𝑒𝑎𝑢 𝑑𝑒 𝑚𝑒𝑟 = [𝐶𝑂 2 ]/𝛼 𝐶𝑂 2 (5)
Où 𝛼 𝐶𝑂 2 est la solubilité de CO2.
La pCO2 varie dans l’eau de mer en fonction de divers facteurs :
 Augmente avec la température ;
 Diminue avec la photosynthèse (augmente avec l’oxydation – respiration) ;
 Augmente avec la précipitation des carbonates (diminue avec leur dissolution).
Pour les pH habituels de l’eau de mer (7,5-8,6), le CO2 dissous ne représente qu’environ 1% du
carbone inorganique dissous. Les espèces majoritaires sont les ions bicarbonates (𝐻𝐶𝑂 3
− ) et
carbonates (𝐶𝑂 3
2− ) qui représentent respectivement 90% et 9% du carbone inorganique dans
l’océan (WILLIAMS, et al., 2011).