Le CO2 bon pour la planète?

[Katalamiko]

Bonjour,

Dans Science & Vie du mois d'août 2013 à la page 25 une brève a attirée mon attention, "LE RECUL DES ZONES ARIDES" dans laquelle on peut lire :

"La couverture végétale dans les régions arides de la planète s'est étendue de 10 % au cours des trente dernières années. La cause? L'augmentation de la teneur en CO2 dans l'air, d'après l'analyse de l'Australien Randall Donohue. Des niveaux plus élevés de CO2 accroissent en effet la photosynthèse."

Un mal pour un bien l'augmentation en CO2 dans l'atmosphère? Au final cela ne ferait que déplacer les territoires arides / boisés?
qu'en pensez vous?
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[Amanuensis]

Pour le vivant en général (mais pas nécessairement pour certaines espèces!), plus de CO2 atmosphérique (dans certaines limites) est un bien.

On peut même défendre l'idée que l'injection de CO2 par les humains extrayant et brûlant le carbone réduit fossile retarde une échéance difficile pour toute la biosphère, celle future où le taux de CO2 atmosphérique tombera à une valeur le mettant en principal facteur limitant pour la photosynthèse.

En effet, en tendance lourde à très long terme, le taux de CO2 atmosphérique décroît depuis des centaines de millions d'années, cause la fixation sous forme de carbonates (calcaire) via CaSiO3 + CO2 -> CaCO3 + SiO2.

[mh34]

En effet, en tendance lourde à très long terme, le taux de CO2 atmosphérique décroît depuis des centaines de millions d'années, cause la fixation sous forme de carbonates (calcaire) via CaSiO3 + CO2 -> CaCO3 + SiO2.

Ah? je n'avais pas du tout cette notion! Ca fait considérer certaines choses un peu différemment. Merci!

[Amanuensis]

Ce que j'ai indiqué n'est pas une "vraie" réaction chimique, une sorte de "résumé" de la partie "puits" du cycle du CO2.

Pour être plus précis, la dégradation de certaines roches comme le granite libère du Ca++ mais pas ou peu de CO3-- (alors que la dégradation du calcaire est "neutre" au sens où cela libère autant de Ca++ que de CO3--) ; le bilan net de Ca++ libéré des roches amène un bilan net de "fabrication" de calcaire, et donc une perte nette de CO2 atmosphérique, via les différents équilibres entre CO2 et les ions carbonates et bicarbonates dans l'eau.

Le point important est que la fabrication de calcaire (qui est essentiellement le fait du vivant!), couplé à la production de Ca++ venant de roches autres que les calcaires (silicates de calcium pour faire simple et même simpliste) correspond à un puits net de CO2, et donc une réduction à long terme du taux de CO2 atmosphérique.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Ryuujin]

"La couverture végétale dans les régions arides de la planète s'est étendue de 10 % au cours des trente dernières années. La cause? L'augmentation de la teneur en CO2 dans l'air, d'après l'analyse de l'Australien Randall Donohue. Des niveaux plus élevés de CO2 accroissent en effet la photosynthèse."

J'y crois pas une seconde. L'eau est généralement limitante en milieu aride, pas le CO2. On peut toujours rajouter du CO2, ça ne fera rien si les plantes n'ont pas l'eau nécessaire pour l'exploiter.

[Amanuensis]

L'Australien Randall Donohue doit y croire, lui.

C'est souvent le cas avec les croyances: différentes personnes ont des croyances incompatibles.

[Ryuujin]

Yep. Pour l'instant, j'ai pas accès à sa publi, j'attends d'en voir le contenu.
Mais je vois déjà un peu ce qu'il va y avoir dedans ; l'extension de la végétation est probablement suivie via des séries de NDVI mesurés par satellite (surement Landsat), ce qui comporte des limites très fortes (c'est très sensible au climat, et le NDVI sature rapidement et tend à surestimer la "verdure").

Quand à cet effet du CO2, il passe de toute évidence par la régulation de l'ouverture stomatique. Les stomates des plantes en milieu aride étant fermés la plupart du temps par manque d'eau, il peut effectivement y avoir une limitation par le CO2 (qui ne rentre pas non plus dans la feuille lorsque les stomates sont fermés).
J'ai quand même de très très gros doute sur la capacité qu'on a a simuler ça correctement à des échelles pareilles.
J'ai l'impression que c'est un gros papier qui utilise des outils bien au delà de ce que leur fiabilité permet, un peu comme pour cette histoire de verdissement de la forêt amazonienne pendant la saison sèche, très probablement bidon.

[toothpick-charlie]

je n'ai pas accès non plus à l'article mais voici le résumé:

Satellite observations reveal a greening of the globe over recent decades. The role in this greening of the “CO2 fertilization” effect—the enhancement of photosynthesis due to rising CO2 levels—is yet to be established. The direct CO2 effect on vegetation should be most clearly expressed in warm, arid environments where water is the dominant limit to vegetation growth. Using gas exchange theory, we predict that the 14% increase in atmospheric CO2 (1982–2010) led to a 5 to 10% increase in green foliage cover in warm, arid environments. Satellite observations, analyzed to remove the effect of variations in precipitation, show that cover across these environments has increased by 11%. Our results confirm that the anticipated CO2 fertilization effect is occurring alongside ongoing anthropogenic perturbations to the carbon cycle and that the fertilization effect is now a significant land surface process.

donc c'est bien des mesures satellitaires (forcément, à l'échelle globale) et on ne sait pas s'il y a une modélisation.

sinon, je plussoie sur le fait que le facteur limitant en milieu chaud aride est l'eau : sans eau la température de surface augmente jusqu'au point où les plantes ne peuvent plus vivre, c'est ce qu'on peut voir si on n'arrose pas ses tomates et c'est ce que montrent les modèles.

[Cendres]

Ce serait intéressant aussi de voir si cela prend en compte les différences entre plantes C3, C4 et CAM.

[Ryuujin]

donc c'est bien des mesures satellitaires (forcément, à l'échelle globale) et on ne sait pas s'il y a une modélisation.

Yep, c'est du couplage modèle/télédec.

Ce serait intéressant aussi de voir si cela prend en compte les différences entre plantes C3, C4 et CAM.

A une échelle spatiale pareille, aucune chance. Ça doit être un modèle générique type BIOME-BCG.
Je suis très sceptique par rapport à ça ; quand je vois comment on galère à reproduire les effets sécheresse avec des modèles très fins qu'il est impossible de calibrer à des échelles pareilles, j'ai des doutes sur le sérieux du truc. J'ai demandé un exemplaire à l'auteur, ya plus qu'à attendre.

[Archi3]

si c'est dû à l'eau , ça veut dire alors que les régions arides seraient plus arrosées? et qu'est ce qui en est responsable d'une modificaton de la pluviométrie ? .... le CO2 ?

[Ryuujin]

Non, ya deux mécanismes évoqués : le fait que le CO2 ferme les stomate des plantes les aiderais à limiter leur transpiration, et l'augmentation de la pression partielle en CO2 rendrait la photosynthèse plus efficace lorsque les stomates sont ouverts.

[Archi3]

non mais si j'ai bien compris, ça c'est l'explication de l'article et tu n'y crois pas , tu dis que ça ne peut etre que des modifications de la pluviométrie ? mais en fait les auteurs le savent bien puisqu'ils disent dans le résumé

The direct CO2 effect on vegetation should be most clearly expressed in warm, arid environments where water is the dominant limit to vegetation growth. Using gas exchange theory, we predict that the 14% increase in atmospheric CO2 (1982–2010) led to a 5 to 10% increase in green foliage cover in warm, arid environments. Satellite observations, analyzed to remove the effect of variations in precipitation, show that cover across these environments has increased by 11%.

il me semblerait que leur argument revient à dire qu'avec plus de CO2, la végétation utilise mieux une augmentation en eau que sans (ce qui ne veut pas dire que l'eau n'a pas varié.)

[Ryuujin]

Non, ce n'est pas une augmentation en eau.
D'après leur théorie, à pluviométrie égale, la photosynthèse utiliserai l'eau de manière plus efficace en présence d'un excès de CO2.
La pluvio a même plutôt baissé, d'où le fait que la tendance au verdissement qu'ils trouvent après correction de l'effet pluvio est plus forte.

Ceci dit, très franchement, moi c'est sur la tendance même au verdissement que j'ai des doutes. Le signal qu'ils utilisent pour détecter ce "verdissement" n'est pas réellement sensible à la biomasse ; il est fortement impacté par des changements de structure des paysages, par le climat et compagnie.
J'ai de très gros doutes sur la capacité de ces mesures de télédétection à détecter des changements aussi fins.

Pour info, voilà ce qu'ont trouvé des chercheurs qui sont allés voir ce qu'il en était du verdissement détecté par satellite au Sahel :
http://www.sciencedirect.com/science...40196312002911
Voir aussi ici pour les problèmes de bruit sur le signal qui peut générer des tendances en temporel :
http://max2.ese.u-psud.fr/publicatio...naetal2013.pdf
J'ai pas la moindre idée de ce que ça peut donner en spatial, mais en l'absence de comparaison correctes entre mesures satellites et de terrain, je trouve plutôt prématuré de tirer aussi rapidement des conclusions.

[yves25]

Je suis assez bien d'accord avec Ryujinn: le NDVI, c'est génial mais c'est quand même pas un signal exempt de biais. C'est tout bêtement la différence normalisée entre la réflectivité mesurée dans le canall proche infrarouge (maximum de réfléxion de la chlorophylle)et un canal visible . Or on ne mesure évidemment pas la réflectance des surfaces mais la réflectance au sommet de l'atmosphère.
Le signal est donc à corriger des effets atmosphériques.
C'est fait aussi proprement que possible maisle résultat dépend des variations dans les propriétés des aérosols par exemple (une variation dans la dimension moyenne suffit).

Des vérités terrain s'imposent en effet.

[Divos]

Plus il fait chaud , plus c'est humide ,logique non ? Suffit de penser à la désertification du aux périodes glacières, ils en parles dans presque tout les documentaire sur la géologie.

[noir_ecaille]

Dans le fameux Désert de la mort, il fait si chaud qu'on cuit des oeufs à même le sol. Pour ce que j'en sais, il fait partie des déserts à l'hygrométrie la plus basse.

[yves25]

Ne pas confondre humidité relative et humidité absolue ou teneur en vapeur d'eau si vous préférez.
A 50°C et 10% d'humidité relative (HR), la masse de vapeur d'eau par unité de volume est la même qu'à 10°C et 100% d'HR.

[stephane1984]

Ah? je n'avais pas du tout cette notion! Ca fait considérer certaines choses un peu différemment. Merci!

Ah moi non plus je ne savais pas, et bien !

[yves25]

Ah? je n'avais pas du tout cette notion! Ca fait considérer certaines choses un peu différemment. Merci!

Je n'avais pas relevé et c'est la dernière intervention qui me fait donc réagir:
cette remarque s'applique à cette phrase d'Amanuensis

En effet, en tendance lourde à très long terme, le taux de CO2 atmosphérique décroît depuis des centaines de millions d'années, cause la fixation sous forme de carbonates (calcaire) via CaSiO3 + CO2 -> CaCO3 + SiO2.

c'est exact si ce n'est que depuis au moins deux millions d'années la teneur en CO2 reste comprise entre 200 et 300 ppm (plus précisément 180 et 280) si l'on met à part l'augmentation anthropique et cette stabilité relative est due au fait qu'il n'y a pas que des puits mais aussi des sources. Il y en a essentiellment deux
1 la subduction puis le volcanisme qui réinjecte du CO2 dans l'atmosphère
2 la désagrégation des roches sédimentaires par l'acidité de la pluie

S'il n'y avait pas ces deux sources, la vie ne se maintiendrait pas puisqu'il n'y aurait plus de photosynthèse possible.
Mais ça, c'est ce qui se passe à l'échelle des quelques derniers millions d'années.
Quant à savoir si on a là un régime de croisière qui se maintiendra les quelques milliards d'années qui viennent, c'est une autre question. Mais quand même, il me semble que tant qu'il y aura de l'activité tectonique, il y aura du recyclage du CO2.

[camulus]

Le CO2 est un gaz bouc émissaire.

C'est très facile d'en faire varier les concentrations dans l'atmosphère car sa demi vie reste relativement courte (une centaine d'années il me semble quelqu'un pourra confirmer). N'oublions pas que H2O est un gaz a effet de serre également et pourtant le rêve des industriels est de nous faire croire que leurs technoligies n’émertteront que H2O ce qui n'est pas forcément mieux. Il comptent sur le fait que le grand publique ignore tout cela.

Mais surtout on se garde bien de nous parler des CFC, HFC et autres, largement utilisé dans l'industrie (électronique notamment). Pour ces gaz les quantités émises chaque année sont infime mais étant donné leur demi vie (plusieurs centaine de milliers d'années) et aux effets vingt à quarante fois (peut étre même plus, je vous sors les chiffres de tête) plus important que le CO2. Mais comme on ne sait pas fabriquer une machine à laver sans produire ces gaz, on évite d'en parler. L'argent a ses raisons...

Il y a un papier qui est sortie il y a quelques temps qui répertoriait et classait les gaz a effet de serre en fonction de leur dangerosité. Et le CO2 était.... derniers (désolais je n'ai pas les ref, je sais ca craint)

En attendant nos brillants politiques nous proposent de planter plus d'arbres pour limiter les emissions de CO2 (ce qui produira au passage l'effet exactement inverse). Et le reste on n'en parle pas...

Camu

[yves25]

Loin de moi l'idée de nier l'augmentation de l'effet de serrre dû aux CFC mais il ne représente qu'une faible partie de l'augmentation totale (voir figure)
Quant à la vapeur d'eau, c'est une idée fausse: sa durée de vie est de l'ordre de la dizaine de jours et si on en met trop , eh bien , il pleut.

[camulus]

Loin de moi l'idée de nier l'augmentation de l'effet de serrre dû aux CFC mais il ne représente qu'une faible partie de l'augmentation totale (voir figure)
Pièce jointe 234302

Oui je voulais juste faire un petit rappel car le CO2 est trop souvent (à mon goût) sur le devant de la scène. Quant à l'eau je pensais que quelque soit sa quantité dans l'atmosphère durant sa dizaine de jour elle contribue à l'effet de serre et que c'était la température qui provoquerais les précipitations (je ne suis pas du tout familier avec la météo). En tout cas merci pour la précison et surtout merci pour le graph (très intéressant, je le garde sous coude )

Quant aux CFC, HFC etc ils représentent une faible partie de l'augmentation totale... aujourd'hui. Cependant compte tenu de leur durée de vie ils vont occuper une place de plus en plus importante. Et là pour espérer une diminution il va falloir un bout de temps.

Camu

[camulus]

Ah et j'ai oublié concernant ces CFC HFC et autres ces gaz sont juqu'à 121x plus puissant que le CO2 donc il n'y aura pas besoin d'y avoir beaucoup d'accumulation pour surpasser les effet des autres gaz tel que le CO2.

Camu

[invite2313209787891133]

Bonjour

Comment la durée de vie de l'eau pourrait elle n'être que d'une dizaine de jours ? La quantité d'eau présente dans l’atmosphère est un équilibre qui dépend principalement de la température, donc il y en a forcément une certaine quantité, qui reste immuable.

[Ryuujin]

Ah et j'ai oublié concernant ces CFC HFC et autres ces gaz sont juqu'à 121x plus puissant que le CO2 donc il n'y aura pas besoin d'y avoir beaucoup d'accumulation pour surpasser les effet des autres gaz tel que le CO2.

Les volumes de rejets de ces gaz sont ridicules. Vous faites une fixette sur une paille.

[Tawahi-Kiwi]

Quant à savoir si on a là un régime de croisière qui se maintiendra les quelques milliards d'années qui viennent, c'est une autre question. Mais quand même, il me semble que tant qu'il y aura de l'activité tectonique, il y aura du recyclage du CO2.

Les variations du CO₂ peuvent etre rapide (voir par exemple le Devono-Carbonifere ou la fin du Permien) mais il y a un tendance globale a la baisse au cours des eons. Malgre les variations sur des courtes periodes de temps (dizaines de millions d'annees), il y a une diminution seculaire de la quantite de CO₂ dans l'atmosphere, donc Amanuensis est correct lorsque l'intervalle de temps considere est de l'ordre de plusieurs centaines de millions d'annees (un cycle de Wilson pour bien faire).

Il y a un recyclage considerable du CO₂ au niveau des marges actives, la ou les carbonates peuvent etre recycles de maniere assez efficace, dissous dans le milieu mantellique et eventuellement re-emis lors d'eruptions volcaniques ou de degazage (au travers de la subduction que tu as mentionne). Neanmoins, il y a aussi tout les carbonates formes en milieu continental qui sont peu ou pas recycles (l'erosion joue un role evidemment, mais elle n'est vraiment active que pour les orogenes). On a donc une grande quantite de carbonates deposes dans des marges passives, des mers epicontinentales ou continentales, qui forment des roches qui ne participeront plus beaucoup au cycle geologique.

Le systeme atteindrait un equilibre si la croute continentale etait stable, mais ce n'est pas le cas. A nouveau, sur un intervalle de temps de plusieurs centaines, milliers de millions d'annees, le volume de croute continentale augmente a raison de ~1.6 km³/an ( http://forums.futura-sciences.com/ge...ml#post4629199 ). La masse de croute continentale a accretee est essentiellement silicatee, mais il y a une proportion non neglieable de carbonates, auquel il faut ajouter les carbonates de surface qui vont se former sur cette marge nouvellement formees.

Selon certaines theories de l'evolution de la biosphere terrestre, ce probleme de stockage du CO₂ pourrait limiter le developpement du vivant dans 0.5 a 1 milliard d'annees.

T-K

[camulus]

Les volumes de rejets de ces gaz sont ridicules. Vous faites une fixette sur une paille.

Oui je suis d'accord le volume de rejet de ces gaz est infime. Mais comme je l'ai dit un peu plus tôt le temps de demi vie de ces gaz est aux alentours d'une voire plusieurs centaines de milliers d'années contre cent années pour le CO2. Donc oui pour aujourd'hui comme pour dans dix ans rien d'alarmant. Etant données des émissions constante si ce n'est pas croissante, rapporté à l'échelle des temps géologiques c'est dramatique. Et c'est aujourd'hui qu'il faut agir, quand le problème sera là, on aura le plus grand mal a resoudre les problèmes d'effet de serre.

Camu

[yves25]

@TK: merci pour cette mise au point qui m'est fort utile.
Pour camulus, il faut toujours hiérarchiser les choses et se donner des priorités. A court terme, c'est le CO2, le CH4 et N2O mais je suis d'accord pour dire que ça serait pas bête de ne pas oublier ces HCFCs.
Ca sera peut être plus facile à régler que le pb du CO2 parce que là, on ne touche pas à ce qui fait marcher nos sociétés.

[camulus]

Je suis d'accord, evidement il faut s'occuper du carbone méthane etc. Mais sans pour autant mettre de côté les autres car selon moi les raisons que j'ai citées sont suffisantes pour que ces gaz soit une priorité. Sinon les efforts que l'on fait aujourd'hui n'auront strictement plus aucun n'intérêt. Je pense cependant qu'ils seront tout aussi difficile a faire diminuer (par exemple les activités agricole sont les principales émettrices de N2O, la France étant le grenier agricole de l'Europe... Et on connais tous la place du CO2 au sein de notre société). Et pour CFC, HFC étant indispensable à l'industrie électronique, connaissant la place tes technologies dans notre société, ce ne sera pas une mince affaire. Mais on arrête pas le progrès, je suis optimiste et j'aime à croire qu'a chaque problème sa solution

Camu