Faire le bilan du cycle du carbone

Exercice de TD · niveau 2 · enseignement scientifique (terminale), chapitre 6 — Énergie, choix de développement et futur climatique

Énoncé

On donne : atmosphère $880$ GtC ; émissions humaines $11$ GtC par an (dont $10$ par combustion et $1$ par changement d'usage des sols) ; absorption nette par l'océan $3$ GtC par an ; absorption nette par les continents $3$ GtC par an. On donne aussi $1$ ppm de $CO_{2}$ $\leftrightarrow 2, 12$ GtC. 1. Calculer l'accumulation annuelle dans l'atmosphère. 2. Quelle fraction des émissions reste dans l'air ? 3. Convertir l'accumulation en ppm par an et comparer aux mesures, qui donnent environ $2, 4$ ppm par an. 4. Convertir les $11$ GtC en gigatonnes de $CO_{2}$ . 5. Les flux naturels de photosynthèse ( $120$ GtC/an) sont dix fois plus grands que les émissions humaines. Pourquoi n'est-ce pas un argument rassurant ?

Corrigé

1. $11 - 3 - 3 = 5$ GtC par an.

2. $5/11 \approx 0, 45$ , soit environ $45 %$ . C'est ce qu'on appelle la fraction restant dans l'atmosphère : plus de la moitié de nos émissions sont absorbées par l'océan et la végétation, ce qui atténue considérablement le problème — et rend d'autant plus préoccupante la possibilité que ces puits saturent.

3. $5/2, 12 \approx 2, 4$ ppm par an. La valeur calculée coïncide avec la mesure directe faite depuis $1958$ : le bilan est cohérent, ce qui valide l'ensemble des chiffres du schéma.

4. $11 \times 44/12 \approx 40$ GtCO $_{2}$ par an.

5. Parce qu'un flux ne dit rien tant qu'on ne le compare pas à son flux inverse. La photosynthèse retire $120$ GtC par an, mais la respiration et la décomposition en remettent $118$ : le solde naturel est presque nul. Nos $11$ GtC, elles, n'ont aucun flux inverse à leur échelle de temps : rien ne renvoie le carbone dans le sous-sol. Un petit déséquilibre permanent l'emporte sur un grand échange équilibré — c'est exactement le raisonnement qu'un raisonnement en « ordres de grandeur des flux » manque, et qu'un raisonnement en « bilan » saisit.

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