Sédiments, altération et CO2 : quand les roches participent à l’évolution du climat

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Le cycle géologique du carbone représente l’ensemble des échanges de l’élément C sur la Terre. Il décrit les échanges chimiques entre les différents réservoirs où est stocké le carbone.

Le cycle géologique du carbone

Il est particulièrement important à prendre en compte dans le cadre du changement climatique, puisque le dioxyde de carbone (CO2) et le méthane (CH4), tous deux des gaz à effet de serre, y participent activement. Dans ce cycle, l’altération chimique des roches exposées à la surface de la Terre tient une place importante. Dans les modèles classiques, l’altération chimique des roches agit plutôt comme une pompe à CO2, avec une tendance à réguler le changement climatique. En effet, le CO2 présent dans l’atmosphère se dissout dans l’eau de pluie et de ruissellement pour former de l’acide carbonique. Cet acide va ensuite altérer chimiquement les roches silicatées, en particulier les basaltes, pour produire de la silice et du bicarbonate (2HCO3-). Cette suite de réactions va ainsi consommer de grandes quantités de CO2 atmosphérique. Le bicarbonate, transporté sous forme soluble jusqu’à l’océan, va finir par précipiter naturellement pour former les roches sédimentaires carbonatées.

Le cycle géologique du carbone. © John Garrett, CC by-sa 3.0 via Wikimedia Commons
Le cycle géologique du carbone. © John Garrett, CC by-sa 3.0 via Wikimedia Commons

Au cours des temps géologiques, ces roches carbonatées peuvent suivre deux chemins différents. Elles vont soit finir par se retrouver mises à l’affleurement par le jeu des forces tectoniques, les exposant ainsi à l’érosion et à l’altération chimique, soit disparaître au niveau d’une fosse de subduction où les processus métamorphiques vont libérer du gaz carbonique qui s’échappera par la suite lors des éruptions volcaniques pour rejoindre l’atmosphère. L’ensemble de ces processus forme donc une boucle, que l’on appelle cycle géologique du carbone. Ce cycle est supposé intervenir comme un régulateur naturel de la concentration en CO2 atmosphérique : une augmentation du CO2 dans l’atmosphère engendre une...

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