Le pergélisol

Exercice supplémentaire · niveau 2 · enseignement scientifique (terminale), chapitre 2 — La complexité du système climatique

Énoncé

On estime le stock de carbone du pergélisol à $1500$ gigatonnes ; l'atmosphère en contient environ $870$ . On rappelle qu'une augmentation de $1 pp m$ de la teneur atmosphérique en $CO X_{2}$ correspond à $2, 12$ gigatonnes de carbone ajoutées à l'atmosphère, et que les émissions humaines actuelles représentent environ $10$ gigatonnes de carbone par an. 1. Comparer le stock du pergélisol à celui de l'atmosphère. 2. On suppose que $10 %$ du carbone du pergélisol est libéré au cours du XXI<sup>e</sup> siècle. Quelle masse cela représente-t-il ? À combien d'années d'émissions humaines actuelles cela correspond-il ? 3. En admettant que la moitié du carbone libéré reste dans l'atmosphère, de combien de ppm la teneur augmenterait-elle ? 4. Écrire la boucle de rétroaction correspondante et donner son signe. 5. Pourquoi cette estimation est-elle assortie d'une grande incertitude ?

Corrigé

1. $\frac{1500}{870} \approx 1, 7$ : le pergélisol contient environ $1, 7$ fois plus de carbone que toute l'atmosphère.

2. $10 %$ de $1500$ font $150$ gigatonnes de carbone. À $10$ gigatonnes par an, cela représente $15$ ans d'émissions humaines actuelles — réparties sur un siècle, donc environ $15 %$ d'émissions supplémentaires. Ce n'est pas anodin, et ce n'est pas une catastrophe immédiate : c'est un ordre de grandeur.

3. $150/2 = 75$ gigatonnes de carbone resteraient dans l'atmosphère, soit $\frac{75}{2 , 12} \approx 35 pp m .$

4. $temp e ˊ rature ↗ \Rightarrow d e ˊ gel du perg e ˊ lisol ↗ \Rightarrow e ˊ missions de CO X_{2} et CH X_{4} ↗ \Rightarrow effet de serre ↗ \Rightarrow temp e ˊ rature ↗$

La boucle se referme dans le même sens : rétroaction positive.

5. Parce que chaque maillon est mal contraint. La vitesse du dégel dépend de la structure du sol, de la couverture neigeuse, de la végétation. La fraction du carbone effectivement décomposée dépend de l'humidité : un sol saturé produit du méthane, un sol drainé du dioxyde de carbone, et les deux n'ont pas le même effet. Enfin, une partie du carbone peut être reprise par la végétation qui colonise les sols dégelés. Le GIEC présente donc cette rétroaction avec une fourchette large — ce qui est la manière honnête de présenter un mécanisme certain dont l'ampleur ne l'est pas.

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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.