Figure 1: Diagramme simplifié du cycle global de carbone, montrant les principaux pools de C
(gigatonne de dioxyde de carbone (Gt) C) et flux (données de IPCC, 2007)
Le CO2 atmosphérique est échangé à la surface de l’océan à travers l’interface air-mer. Ce flux
d’échange, est dû à la différence de pression partielle de CO2 entre l’eau et la mer. Dans l’océan
le carbone est disponible principalement sous forme de carbone inorganique dissous (acide
carbonique, carbonates et bicarbonates). En outre, l’océan contient également du carbone
organique dissous (Hansell, 2009).
La solubilité du CO2 dans l’eau de mer augmentent quand la température diminue : on parle de
« pompe thermodynamique ». A l’effet de la température s’ajoute celui de l’activité biologique :
la photosynthèse transforme le CO2 dissous en carbone organique particulaire, qui est rapidement
isolé de l’atmosphère par sa chute vers les eaux profondes. On parle alors de « pompe biologique ».
Enfin, la contre pompe des carbonates, qui correspond à la formation de CaCO3, tempère
légèrement la pompe biologique (Roy-Barman, 2011).
1.2. Le système des carbonates dans l’eau de mer
Dans l'océan, le carbone se présente sous trois formes minérales dissoutes : le dioxyde de
carbone (CO2), le bicarbonate (HCO3
-
) et le carbonate (CO3
2). Ces espèces sont en équilibre
(Jacque et Saugier, 2008).
CO2+H2O↔ (H2CO3*) ↔HCO3
-
+H
+
(1)
HCO3
-
↔H
+ +CO3
2(2)