Où est le carbone ?

[invite8915d466]

Bonjour
J'ai une question pour les spécialistes de l'atmosphère...

quelque chose m'intrigue dans la composition chimique de la Terre. L'oxygène moléculaire forme environ 1/5e de la masse de l'atmosphère, soit environ 10^18 kg. Or on pense qu'il s'est formé par dissociation photosynthétique du dioxyde de carbone. Normalement, ça devrait donner 12 grammes de C pour 32 g de 02, donc environ 3,8 . 10^17 kg de C stockés quelques part.

Or la masse de C stocké parait etre essentiellement dans les océans, Jancovici cite un chiffre d'environ 38 000 Gt de C soit seulement 10 % de la valeur précédente (notons que les réserves fossiles utilisables sont bien plus faibles, 1000 Gt pour les réserves actuelles et 4000 pour les ultimes au plus) .

Les 90 % restant de carbone réduit sont-il stockés ailleurs et où ? (les carbonates sont aussi sous forme oxydée et ne comptent pas dans le carbone "réduit") Ou bien y a-t-il eu transformation du carbone en hydrogène par réduction de l'eau (par quel processus ? ) et échappement de l'hydrogène dans l'espace ?

Gilles
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[vanos]

Bonjour,

Justement la photosynthèse utilise quelque peu le carbone pour construire les végétaux et les algues unicellulaires, non, cela devrait faire le compte. Et ce carbone là peut être stocké pour longtemps (charbon, pétrole et roches calcaires faites de CaCO₃ qui elles sont aussi d'origine animale).

Salut.

[Gilgamesh]

Bonjour
J'ai une question pour les spécialistes de l'atmosphère...

quelque chose m'intrigue dans la composition chimique de la Terre. L'oxygène moléculaire forme environ 1/5e de la masse de l'atmosphère, soit environ 10^18 kg. Or on pense qu'il s'est formé par dissociation photosynthétique du dioxyde de carbone.

L'O2 de la photosyntèse provient de l'eau (photodissociation), pas du CO2.

http://www.didier-pol.net/1CHLORO.html
En 1940, utilisant un isotope lourd de l'oxygène, le ¹⁸O, et un spectromètre de masse pour le détecter, Ruben et Kamen montrèrent que l'oxygène dégagé lors de la photosynthèse provient de l'eau et non du CO₂.

Normalement, ça devrait donner 12 grammes de C pour 32 g de 02, donc environ 3,8 . 10^17 kg de C stockés quelques part.

de C stocké parait etre essentiellement dans les océans, Jancovici cite un chiffre d'environ 38 000 Gt de C soit seulement 10 % de la valeur précédente (notons que les réserves fossiles utilisables sont bien plus faibles, 1000 Gt pour les réserves actuelles et 4000 pour les ultimes au plus) .

Les 90 % restant de carbone réduit sont-il stockés ailleurs et où ? (les carbonates sont aussi sous forme oxydée et ne comptent pas dans le carbone "réduit") Ou bien y a-t-il eu transformation du carbone en hydrogène par réduction de l'eau (par quel processus ? ) et échappement de l'hydrogène dans l'espace ?

Le CO2 est piégé par l'activité biologique et par l'érosion des silicates continentaux contenant du calcium (feldspaths ou amphiboles apr exemple) par l'acidité de l'eau de pluie --> dépôt marins. Si tout le stock fossile était rendu à l'atmosphère, la pression partielle du CO2 serait de 90 atm

http://www-geoazur.unice.fr/SCTERRE/...clecarbone.ppt
(/!\ 6,7 Mo)

Réservoirs de carbone terrestres
en Gt

Atmosphère : 750
Océan : 38 000
Biomasse : 3000
Sédiments carbonatés : 25 - 70 millions
Sédiments, fossilisation MO : 7 - 11 millions ⁽¹⁾
Litosphère : difficile à estimer
Manteau : 10 à 100 millions

⁽¹⁾ 99% dispersé, 1% exploitable

a+

[Gilgamesh]

Une page bien intéressante là dessus :


http://www.emse.fr/~bouchardon/ensei...de/tr_0506.htm

Y. Paccalet décrit la naissance de l’océan terrestre comme «sublime». Après 300 à 400 Ma d’existence, peut-être même moins, la Terre s’est suffisamment refroidie pour atteindre le point de condensation de l’eau, soit 375°C à 260 atm. L’atmosphère se condense en nuages, et pour la première fois, il pleut! Cette pluie est très chargée en CO2, HCO3- et l'atmosphère s'enrichit corrélativement en azote. Les pluies contiennent aussi beaucoup d'acides, HCl, H2SO4, HNO3. Elles vont changer la face du globe. Les acides attaquent les roches magmatiques et volcaniques terrestres, entraînant plus encore que de nos jours les éléments dissous, Si4+, Al3+, Mg++, Fe++, Ca++, Na+, K+, vers quelque flaque qui se transforme rapidement en un océan qui couvre suppose-t-on 95% de la planète. Dans cette eau vont naître de nouvelles espèces minérales, résultant de l’hydrolyse des roches :

1 -des argiles, fabriquées à partir des ions les moins solubles (Si4+, Al3+, Mg++, Fe++) ;

2 -des sels tels que les chlorures, NaCl ;

3 -des carbonates, qui vont jouer un rôle fondamental dans la composition de l’atmosphère. La spéciation des espèces en solution montre en effet que les espèces CO2 et H2CO3 sont présentes en faible quantité seulement dans l'eau de mer, et que les ions carbonates HCO3-, CO32- sont par contre très dominants. Deux équilibres en solution sont donc essentiels dans cet océan primordial:

HCO3- + H+ <-> H2O + CO2
CO32- + 2H+ <-> H2O + CO2

Ils vont gérer le stockage du CO2 atmosphérique dans l'océan qui vient de se former.

L'ion Ca2+ étant très abondant dans l'océan et le carbonate de calcium (CaCO3) peu soluble, l’apparition de l’océan planétaire soustrait du CO2 de l’atmosphère et le stocke sous forme solide dans la géosphère. Ces premiers sédiments archéens montrent la texture caractéristique (texture “Lazarus”) des carbonates précipités par saturation. Avec eux, l’effet de serre peut enfin diminuer

Pour H. Holland, la décroissance du CO2 atmosphérique fut sans doute rapide, et cet auteur considère que le niveau actuel est atteint à 3.5 Ga environ (Fig. 47). Pourtant les carbonates recensés de nos jours sont presque tous d'origine biochimique. Plus encore, c'est avec l'explosion de la vie pluricellulaire vers 700 Ma, que les coquilles et les calcaires abondent. Pour J. Lovelock, auteur de la théorie Gaïa, selon laquelle l'équilibre à la surface le la Terre s'établit entre la géosphère, l'atmosphère plus l'hydrosphère, et la biosphère, l'élimination du CO2 atmosphérique est biologique.

a+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8915d466]

Merci Gilles mais...

L'O2 de la photosyntèse provient de l'eau (photodissociation), pas du CO2.

Que l'atome d'oxygène vienne de l'eau ou du CO2 dans la réaction de formation des hydrates de carbones :

nCO2 + n(H20) -> [C(H2O)]n + nO2

ne change pas le fait que pour un O2 produit on ait un "C" réduit.

Les carbonates stockent le CO2 mais ne libèrent pas de O2, ils ne comptent donc pas dans le bilan (pas plus que le CO2 dissous dans l'eau de mer).

Réservoirs de carbone terrestres
en Gt

Atmosphère : 750
Océan : 38 000
Biomasse : 3000
Sédiments carbonatés : 25 - 70 millions
Sédiments, fossilisation MO : 7 - 11 millions ⁽¹⁾
Litosphère : difficile à estimer
Manteau : 10 à 100 millions

⁽¹⁾ 99% dispersé, 1% exploitable

a+

Pour les sédiments carbonatés ils ne comptent pas, en revanche ces sédiments - fossilisation de MO sont ils sous forme C réduit ? dans ce cas c'est l'inverse il y en a trop par rapport à la quantité de O2 produit, sauf si le C réduit existait deja en abondance sur la Terre primitive, dans ce cas les réactions photosynthétiques ne seraient qu'epsilonesques et le bilan n'a plus grand sens effectivement...

[Gilgamesh]

Pour les sédiments carbonatés ils ne comptent pas, en revanche ces sédiments - fossilisation de MO sont ils sous forme C réduit ? dans ce cas c'est l'inverse il y en a trop par rapport à la quantité de O2 produit, sauf si le C réduit existait deja en abondance sur la Terre primitive, dans ce cas les réactions photosynthétiques ne seraient qu'epsilonesques et le bilan n'a plus grand sens effectivement...

Je dirais que c'est ça : la MO est essentiellement sous forme réduite. Donc finalement c'est l'O2 qu'on ne retrouve que marginalement dans l'atmosphère, une grande partie étant fixé par l'oxydation des minéraux (Fe -> Fe2O3, etc)


a+

[invitee9cd639c]

bonjours,
j'aimerai mieux comprendre le cycle du C??

dans le milieu marin la presence de co2 disout a une action sur le ph et donc sur CaCO3(carbonate de calcium)

que ce passe-t-il dans un milieu aerien?

est ce que le carbone organique par l'intermediaire des mollusques peut se fixer durablement dans CaCO3?




merci.

[invité576543]

Bonjour,

Pour les sédiments carbonatés ils ne comptent pas, en revanche ces sédiments - fossilisation de MO sont ils sous forme C réduit ? dans ce cas c'est l'inverse il y en a trop par rapport à la quantité de O2 produit

Pas nécessairement. IL faudrait aussi compter tout l'oxygène qui a été fixé par les métaux par exemple. le Zg d'oxygène de ton message correspond uniquement à l'oxygène atmosphérique, non?

Si en plus l'atmosphère initiale comportait du NH3 et/ou SH2, et/ou CH4 en quantité significative, ça correspond encore à de l'oxygène qui a été fixé.

Il u a peut-être encore d'autres pièges à oxygène significatifs...

Cordialement,