La lithosphère est le principal réservoir naturel de carbone. Elle désigne les sols et sous-sols qui composent notre Terre. Dans la lithosphère, le carbone, qui est issu de la décomposition des organismes animaux et végétaux, se retrouve dans des roches enfouies à plusieurs dizaines de kilomètres sous terre.
Schéma du cycle du carbone : l'immense réservoir de carbone est la lithosphère qui stocke 80 000 000 gigatonnes (Gt) de carbone minéral, sous forme de roches carbonatées et 14 000 Gt de carbone dans la matière organique — pétrole, charbon, gaz — fossile (réévaluation par rapport aux données du schéma).
Les océans sont les plus importants puits de carbone. Dans les mers, les mécanismes biologiques (photosynthèse, calcification) et physico-chimiques (dissolution et précipitation) séquestrent ainsi 2,2 milliards de tonnes de carbone par an.
Un taux de CO2 sans précédent
Le principal gaz à effet de serre que nous émettons, le dioxyde de carbone (CO2), responsable du réchauffement climatique en cours, a été mesuré à 414,7 ppm (parties par million) en 2021, ce qui représente 2,3 ppm de plus qu'en 2020.
L'utilisation du combustible fossile est aussi une source de carbone majeure dans l'atmosphère (5,4 Gigatonnes de carbone par an). Ces deux sources sont d'ailleurs les principaux responsables du déséquilibre du cycle global du carbone.
On y voit que le grand réservoir de carbone est constitué par les roches sédimentaires. Un autre grand réservoir est l'océan; on verra qu'il s'agit en fait de l'océan profond (plus de 100 mètres de profondeur).
On distingue quatre grands réservoirs naturels de carbone sur Terre : l'atmosphère, la lithosphère (sols et sous-sols), l'hydrosphère (mers, océans, lacs et rivières) et la biosphère (végétaux, animaux et autres organismes vivants).
Le carbone est stocké dans plusieurs réservoirs superficiels : l'atmosphère, les sols, les océans, la biosphère et les roches. Les échanges de carbone entre ces réservoirs sont quantifiés par des flux (tonne/an). Les quantités de carbone dans les différents réservoirs sont constantes lorsque les flux sont équilibrés.
La majeure partie du carbone de la Terre est stockée dans les roches, qui font partie de la géosphère. Le reste du carbone se trouve dans les océans (hydrosphère), le sol (pédosphère), les êtres vivants (biosphère) et l'atmosphère. La quantité de carbone qui se trouve sur la Terre est toujours la même.
En précipitant, la vapeur d'eau a entraîné le CO2 atmosphérique qui s'est retrouvé dissout dans les océans.
La Chine et les Etats-Unis sont les plus grands émetteurs. Au-delà de la tendance globale, l'émission de gaz à effet de serre relève principalement de la responsabilité des grandes puissances économiques et industrielles.
Ainsi depuis 1750, les États-Unis ont émis plus de CO2 que n'importe quel autre pays, avec 421,91 milliards de tonnes de CO2 cumulées jusqu'en 2021 (date des dernières données disponibles). Depuis 1750, la France a cumulé 39,11 milliards de tonnes d'émissions de CO2 jusqu'en 2021, selon Our World in data.
De façon individuelle, les espèces locales telles que Adansonia digitata et Ceiba pentandra séquestrent le plus de CO2 dans la réserve. La quantité totale de carbone séquestré a été estimée à 16942,07 tonnes.
Un phénomène biologique
Une fois mort, le plancton tombe dans les fonds océaniques où une part du carbone qu'il contient est piégée dans les sédiments marins et reste stockée sous forme minérale. Les grands fonds constituent donc un « puits » de CO2.
Quand le CO2 est dissout dans l'eau, qu'elle soit douce (terrestre) ou salée (océans), de l'acide carbonique se forme: Cet acide carbonique se dissocie en libérant ses atomes d'hydrogène. Quand son premier atome est libéré, il se forme un ion bicarbonate: Le pH de l'eau contrôle cette réaction.
Les types de puits de carbone naturels
les sols et les tourbières : la matière organique, constituée de carbone, se stocke dans les sols, et les organismes vivant dans les sols captent aussi une partie du carbone atmosphérique.
L'élément carbone découvert par Antoine Lavoisier en 1772 est principalement produit par nucléosynthèse dans les étoiles géantes rouges par fusion de trois noyaux d'hélium. Il est le quatrième élément le plus abondant dans l'Univers après l'hydrogène, l'hélium et l'oxygène.
Il forme trois composants gazeux avec l'oxygène: le monoxyde de carbone (CO), le dioxyde de carbone (CO 2 ) et suboxyde de carbone (C3O2 ).
Matières premières. Elles sont fabriquées à partir de précurseurs chimiques (fibres synthétiques, brai de charbon ou de pétrole). La plus grande partie de la production, environ 96 %, est réalisée à partir de polyacrylonitrile (PAN : (CH2-CH-CN)n).
Les trois quarts du carbone du sol y ont un temps moyen de résidence de 40 ans. Les fractions granulométriques grossières contiennent la majeure partie du carbone à durée de vie plus courte. La datation au carbone 14 des matières organiques permet d'introduire un compartiment de carbone stable.
Ainsi, les roches sédimentaires du fond des océans sont une gigantesque réserve de carbone. A elles seules, les tourbières stockent deux fois plus de carbone que toutes les forêts du monde soit 75% du carbone de l'atmosphère et 30 % du carbone des sols du monde entier.
Puits carbone : c'est un réservoir naturel ou artificiel qui stocke le CO2 en dehors de l'atmosphère Aussi appelé Puits de CO2, Puits de gaz carbonique.
Les principaux sont les océans, l'atmosphère, les glaciers, les eaux courantes et les lacs.
Quel est le rôle du carbone dans l'organisme? Le carbone forme la charpente de toutes les molécules organiques composant les êtres vivants, en association avec l'oxygène, l'azote, le phosphate et l'hydrogène, notamment.
Mais est-ce que tout le CO2 produit s'accumule dans l'atmosphère ? Il existe de régulations naturelles de la quantité de CO2. Une partie de l'excès de CO2 serait absorbé par les végétaux au cours de la photosynthèse et par l'océan au travers des échanges océan/atmosphère.