LES ÉCHANGES DE C02 ENTRE L’OCÉAN ET L’ATMOSPHÈRE
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1) En supposant que les eaux de mer du tableau 8.1 s’équilibrent avec une Pco de 560 ppmv,
quels seront leurs CO2 respectifs ? On suppose que l’alcalinité reste constante.
2) Le tableau 8.2 donne la concentration en CO2- nécessaire pour saturer l’eau de mer vis-à-vis
des carbonates à 4 °C et à 25 °C.
Tableau 8.2. Conditions de saturation des carbonates.
Température (°C)
4
25
CO2-à saturation avec la calcite (mmol.kg-1)
41,8
41,4
CO2-à saturation avec l’aragonite (mmol.kg1)
66,2
66,2
Que pouvez-vous en déduire quant au possible impact de l’acidification des océans sur les
ptéropodes (organismes d’eau froide à coquille d’aragonite), les coraux (récifs en aragonite
construits dans des eaux chaudes) et les coccolithophoridés (tests en calcite vivant essentiellement dans les eaux chaudes) ?
Indice : inspirez-vous des calculs du problème précédent.
▲ Exercice 5. Corrélations CO, - ô13C dans l’atmosphère.
Les prélèvements effectués à l’observatoire de Mona Loa (archipel d’Hawaii) permettent
de suivre l’évolution de la concentration en CO, et de son ô13C en réponse à l’émission des
combustibles fossiles. Par exemple en 1990, la concentration était de 354 ppmv et le Ô13C était
de -7,76 %o. En 2000, la concentration était de 369 ppmv et le ô13C était de -8,03 %o.
L’étude de l’air parisien (voir exercice d’approfondissement 3 du chapitre 3) montre que les
émissions de CO, dues à la combustion des carburants fossiles produisent une corrélation de
la forme :
Ô13C = 7579/CO,-27,9
L’augmentation de la concentration en CO, de l’atmosphère de 10 ppm donne-t-elle le même
résultat sur le ô13C à Paris et à Hawaii ? Pourquoi ?
A Exercice 6. O, et CO, atmosphérique (Battle et al., 2000).
Entre 1991 et 1997, la combustion des carburants fossiles a injecté 6,2 GtC/an et la fabrication de ciment produisait 0,2 GtC/an. Si ce carbone s’était entièrement accumulé sous forme
de CO2 dans l’atmosphère, on aurait dû observer une augmentation de la concentration en CO2
atmosphérique de 2,75 ppmv/an, alors que dans le même temps, le contenu de l’atmosphere
n’a augmenté que de 1,24 ppmv/an sous l’effet de la croissance de la biosphère continentale et
du pompage par l’océan. Durant la même période, des mesures très précises montrent que la
concentration en O, a diminué de 3,34 ppmv/an. On combine les données de CO2 et d’O2 car
la photosynthèse et la respiration affectent à la fois CO, et O2, alors que le pompage du CO2
anthropique par la pompe thermodynamique océanique n’affecte pas O2. La photosynthèse
d 1 mol de carbone biosphérique produit 1,1 mol d’O2. La combustion d 1 mol de carbone
fossile consomme 1,43 mol d’O,. La production de ciment ne consomme pas d’oxygène.
1 ) À partir des ces données, déterminez les flux de CO2 anthropique absorbés par 1 océan
l’atmosphère (calcul ou méthode graphique).
2 ) On a supposé implicitement dans ce qui précède qu’il n’y a pas de flux net annuel d O, entre
l’océan et l’atmosphère. Que pensez-vous de cette hypothèse ?
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1) En supposant que les eaux de mer du tableau 8.1 s’équilibrent avec une Pco de 560 ppmv,
quels seront leurs CO2 respectifs ? On suppose que l’alcalinité reste constante.
2) Le tableau 8.2 donne la concentration en CO2- nécessaire pour saturer l’eau de mer vis-à-vis
des carbonates à 4 °C et à 25 °C.
Tableau 8.2. Conditions de saturation des carbonates.
Température (°C)
4
25
CO2-à saturation avec la calcite (mmol.kg-1)
41,8
41,4
CO2-à saturation avec l’aragonite (mmol.kg1)
66,2
66,2
Que pouvez-vous en déduire quant au possible impact de l’acidification des océans sur les
ptéropodes (organismes d’eau froide à coquille d’aragonite), les coraux (récifs en aragonite
construits dans des eaux chaudes) et les coccolithophoridés (tests en calcite vivant essentiellement dans les eaux chaudes) ?
Indice : inspirez-vous des calculs du problème précédent.
▲ Exercice 5. Corrélations CO, - ô13C dans l’atmosphère.
Les prélèvements effectués à l’observatoire de Mona Loa (archipel d’Hawaii) permettent
de suivre l’évolution de la concentration en CO, et de son ô13C en réponse à l’émission des
combustibles fossiles. Par exemple en 1990, la concentration était de 354 ppmv et le Ô13C était
de -7,76 %o. En 2000, la concentration était de 369 ppmv et le ô13C était de -8,03 %o.
L’étude de l’air parisien (voir exercice d’approfondissement 3 du chapitre 3) montre que les
émissions de CO, dues à la combustion des carburants fossiles produisent une corrélation de
la forme :
Ô13C = 7579/CO,-27,9
L’augmentation de la concentration en CO, de l’atmosphère de 10 ppm donne-t-elle le même
résultat sur le ô13C à Paris et à Hawaii ? Pourquoi ?
A Exercice 6. O, et CO, atmosphérique (Battle et al., 2000).
Entre 1991 et 1997, la combustion des carburants fossiles a injecté 6,2 GtC/an et la fabrication de ciment produisait 0,2 GtC/an. Si ce carbone s’était entièrement accumulé sous forme
de CO2 dans l’atmosphère, on aurait dû observer une augmentation de la concentration en CO2
atmosphérique de 2,75 ppmv/an, alors que dans le même temps, le contenu de l’atmosphere
n’a augmenté que de 1,24 ppmv/an sous l’effet de la croissance de la biosphère continentale et
du pompage par l’océan. Durant la même période, des mesures très précises montrent que la
concentration en O, a diminué de 3,34 ppmv/an. On combine les données de CO2 et d’O2 car
la photosynthèse et la respiration affectent à la fois CO, et O2, alors que le pompage du CO2
anthropique par la pompe thermodynamique océanique n’affecte pas O2. La photosynthèse
d 1 mol de carbone biosphérique produit 1,1 mol d’O2. La combustion d 1 mol de carbone
fossile consomme 1,43 mol d’O,. La production de ciment ne consomme pas d’oxygène.
1 ) À partir des ces données, déterminez les flux de CO2 anthropique absorbés par 1 océan
l’atmosphère (calcul ou méthode graphique).
2 ) On a supposé implicitement dans ce qui précède qu’il n’y a pas de flux net annuel d O, entre
l’océan et l’atmosphère. Que pensez-vous de cette hypothèse ?