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Le CO2 d’origine humaine est une minuscule partie du CO2 total
date 17 mai 2010
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Peut-on comparer émissions humaines de CO2 et émissions naturelles de CO2 ?

L’argument des sceptiques...

« Les océans renferment 37 400 milliards de tonnes (gigatonnes, abrév. Gt) de carbone en suspension, et la biomasse terrestre en contient 2 000 à 3 000 Gt. L’atmosphère contient 720 Gt de carbone sous forme de CO2 et l’activité humaine n’en produit que 6 Gt. Océans, terres émergées et atmosphère échangent continuellement du CO2, si bien que la contribution de l’homme est incroyablement petite. Un léger déséquilibre entre océans et air causerait une hausse bien plus importante que tout ce que nous pourrions produire ». (Jeff Id)

Ce que dit la science...

Le CO2 émis par la nature (océans, végétaux et volcans) est rééquilibré par l’absorption naturelle (par les mêmes océans et végétaux). Mais les émissions humaines bouleversent l’équilibre naturel en élevant le CO2 à des niveaux jamais atteints en 800 000 ans. En fait, l’homme émet 26 Gt de CO2 par an, c’est-à-dire 7 Gt de carbone (26*12/44, 12 est la masse atomique du carbone, 16 est celle de l’oxygène et, donc, 44 est celle du CO2), tandis que le CO2 de l’atmosphère ne s’élève que de 4Gt par an. Une grande partie des émissions humaines de CO2 est donc absorbée par les puits de carbone naturels.

Dans la suite, on en restera aux quantités de CO2 et non pas d’équivalent carbone (on ne fera donc plus la règle trois ci-dessus)

Les émissions humaines de CO2 sont bien moindres que les émissions naturelles. La consommation des végétaux par les animaux et les microbes génère environ 219 Gt de carbone sous forme de CO2 par an. La respiration des végétaux émet environ 220 Gt. Au total, la biosphère continentale émet donc environ 439 Gt. Les océans libèrent environ 332 Gt. Au total, les émissions naturelles sont donc de l’ordre de 771 Gt par an, en revanche, lorsque l’on combine l’impact de la combustion des énergies fossiles et des changements d’affectation des terres, les émissions humaines de CO2 ne s’élèvent qu’à 29 Gt par an. Toutefois, les émissions naturelles de CO2 (des océans et des végétaux) sont compensées par l’absorption naturelle (des mêmes océans et végétaux). La végétation terrestre absorbe environ 450 Gt de CO2 par an et les océans en absorbent environ 338 Gt, soit, au total 788 Gt. L’absorption est donc un peu supérieure aux émissions (de 17 Gt environ) et ceci contribue à équilibrer tant bien que mal les niveaux de CO2 atmosphériques. Mais les émissions humaines ébranlent cet équilibre naturel.

Schéma 1 : Cycle du carbone. Les chiffres représentent le flux de gaz carbonique en gigatonnes.
Légendes de gauche à droite :
Combustion des énergies fossiles
Végétation et terres émergées
Océans

Environ 40% des émissions humaines de CO2 sont absorbées, en grande partie par les océans et la végétation. Le reste demeure dans l’atmosphère, la quantité ajoutée est, certes faible mais elle est rajoutée tous les ans ! Cela porte le niveau de CO2 à son plus haut niveau depuis 15 à 20 millions d’années (Tripati, 2009). Un changement naturel de 100 ppm prend normalement 5 000 à 20 000 ans. L’augmentation récente de 100 ppm n’a pris que 120 ans.

D’autres indices prouvant que la hausse du niveau de CO2 est due à l’activité humaine apparaissent dans l’étude des proportions d’isotopes de carbone (atomes de carbone comportant un nombre différent de neutrons) trouvés dans l’atmosphère. Le carbone 12 possède 6 neutrons, le carbone 13 a 7 neutrons. Les plantes ont une proportion C13/C12 plus faible que celle de l’atmosphère. On sait que si l’augmentation de la concentration atmosphérique en CO2 provient de la combustion des combustibles fossiles, le rapport C13/C12 devrait diminuer. Et c’est en effet ce qui se passe (Ghosh, 2003). La proportion C13/C12 suit la tendance des émissions globales.



Schéma 2 : Émissions annuelles globales de CO2 par la combustion des énergies fossiles et les cimenteries en GtC yr-1 (en noir), moyennes annuelles de la proportion C13/C12 mesurée dans le CO2 atmosphérique à Mauna Loa de 1981 à 2002 (en rouge). Les données isotopiques sont exprimées sous la forme de la déviation δ13C(CO2) ‰ par rapport à la concentration standard. A noter que cette échelle est inversée par souci de clarté.