Chapitre 1. Conférences Formaterre 2015 | ||
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RésuméCe chapitre présente les conférences qui ont eu lieu lors des deux journées de Formaterre 2015 le 12 novembre et le 13 novembre à Lyon.
Table des matièresMme Françoise Borel-Deville , directrice de l'équipe ACCES à l'IFE inaugure cette nouvelle cession de Formaterre en remerciant l'ensemble des participants et collaborateurs associés.
M. Gérard Vidal, chargé de mission, remercie l'ensemble des personnes présentes, les conférenciers, Mme Morel-Deville, M. Vincent Charbonnier adjoint de Mme Morel, M. Charles-Henri Eyraud, M. Ahamada Mbaé, le cadreur des conférences.
La COP 21 est dans quelques semaines les conférenciers qui sont venus sont donc doublement remercié vu le nombre de sollicitations auxquelles ils sont soumis.
L'entrée météorologie avec les élèves pour aborder les sujets relatifs au climat est aujourd'hui une possibilité à portée des écoles, des collèges et des lycées, grâce aux nouveaux outils comme les nano-ordinateurs et les possibilités de leur mise en réseau.
Mme Monique Dupuis, Inspectrice générale de l'éducation nationale, rappelle qu'elle faisait partie de l'équipe Acces qui réunit des enseignants de terrain qui didactisent des outils ainsi que des ressources validées.
Il y a 10 ans la question était : y-a-t-il un changement climatique? Actuellement, personne ne remet en question qu'il va y avoir un changement, on parle maintenant de dérèglement climatique et on intègre donc la notion de système . On problématise en adaptation et atténuation avec un autre regard sur les modèles. Le modèle repose sur les données scientifiques. La notion de scénario est également importante pour les élèves; on peut revenir sur les scénarios qui prévoyaient les températures en 2015 pour comprendre la difficulté d'intégrer de nombreuses données.
Il y a également pour les élèves des difficultés liées au vocabulaire: un climat, des climats en géographie ? Au lycée l' EMC, les nouveaux thèmes de TPE sont des entrées possibles pour mettre les élèves en activité autour du déréglement. Les enjeux sont importants et doivent permettre aux élèves d'avoir une culture scientifique et d'acquérir de grands concepts plutôt que des connaissances pointues. La vision systémique et la notion de réseau dynamique sont des notions importantes lorsque l'on s'intéresse au climat.
Depuis 2007 dans le cadre de la transmission au sein du Collège ou du Lycée les occasions de transmettre sont maintenant multiples et correspondent à des situations d'enseignement très différentes, TPE, cours de SVT, EPI, ……
C'est toujours une occasion de développer l'argumentation en sciences.
Mme Vial est inspectrice pédagogique de l'académie de Lyon, elle remercie les différents participants. Elle intervient également sur la réforme des collèges ainsi que sur les usages et traitements des données, l'utilisation des modèles,l'esprit critique. Pour le socle, il s'agit d'agir en citoyen et de définir la place de la science dans la société.
Philippe Odier, Laboratoire de physique, ENS de Lyon
Le lien vers la vidéo et le diaporama synchronisé.
Résumé :
Le mélange vertical dans les océans joue un rôle clé dans la dynamique de notre climat. Les simulations numériques des processus océaniques ne peuvent pas résoudre ce mélange, qui a lieu à trop petite échelle. Il est donc nécessaire de modéliser ce mélange, à l'aide d'études de laboratoire, et de mesures de terrain.
L'un des mécanismes responsables de ce mélange est le déferlement d'ondes de gravité sous la surfaces de l'océan. Je discuterai les propriétés particulières de ces ondes et je présenterai les techniques expérimentales utilisées en laboratoire pour les étudier et caractériser le mélange qu'elles engendrent.
Par ailleurs, je présenterai une mission récente de mesures sur l'océan Arctique à laquelle j'ai participé, en lien direct avec cette problématique. En effet, les ondes internes de gravité dans l'océan sont engendrées par les tempêtes à la surface. Or jusqu'à récemment, l'océan Arctique était protégé de ces tempêtes par sa banquise. Mais la réduction importante de celle-ci ces dernières années ouvre de nouvelles perspectives en ce qui concerne les sources de mélange en Arctique, avec de possibles conséquences sur le climat.
Son sujet de recherche concerne les ondes internes qui se propagent dans les océans et contribuent à mélanger les eaux de différentes densités.
Une vague est une onde surface et une perturbation de surface c'est à dire une onde de gravité.
Lorsque la densité croit avec la profondeur, la compétition entre la poussée d’Archimède et le poids sont à l'origine d'une oscillation à une certaine fréquence, les vagues peuvent donc exister à l'intérieur de l'océan. Il existe 2 fluides stratifiés, l'océan et l' atmosphère.
Ces ondes sont en lien avec le climat par la circulation thermohaline et joue un rôle majeur dans la dynamique océanique : une eau plus froide et/ou plus salée donc plus dense va descende vers les zones proches de l'équateur mais comment se fait la remontée???
Munk et Wunch 1966 proposent que la turbulence mélange les eaux et permettent la remontée de l'eau à l'encontre de la gravité. Le coefficient de diffusion de turbulence n'est pas homogène sur Terre. L'un des mécanismes qui explique cette hétérogénéité est le déferlement d'ondes internes.
Le principe consiste à réaliser un fluide stratifié: pour cela , on utilise deux bacs communiquant avec des eaux de densité différente, l'un des bac est agité et de l'eau est pompée pour remplir un réservoir dont l'eau sera alors stratifiée. Ensuite, on génère des ondes. La méthode d'observation est la Synthetic Schlieren . Remarque: La vitesse de phase et la vitesse de groupe sont orthogonales pour ces ondes.
Une autre technique est la vélocimétrie par imagerie de particules PIV: le déplacement de particules permet de calculer une vitesse. Ces ondes sont instables: il apparaît des choses à plus petite échelle, il est donc plus facile d'avoir du mélange.
De nouveaux paramètres peuvent être pris en compte comme l'influence de la rotation: on peut le modéliser avec un aquarium sur une table tournante pour la prendre en compte.
Je suis parti en mission 5 semaines sur l'océan Arctique pour faire des mesures dans la mer de Beaufort sur le fleuve Mackenzy. Les tempêtes de surface sont des sources majeures des ondes internes qui génèrent donc le mélange. L'océan Arctique est protégé des tempêtes par la glace sauf que la banquise se réduit et donc crée une nouvelle dynamique ce qui rend possible l'apparition de vagues internes.
Les moyens de mesure sont de trois types:
le mouillage est un grand câble de 3 km sur lequel on place des sondes de température, un capteur de courant par effet Doppler, des sondes rampantes qui permettent des mesures en continu, et l'ancre qui reste au fond de l'océan en permanence. Il reste trois semaines;
les sondes tractées mesurent également la température, la conductivité et la turbulence de l'océan.
les Sondes yo-yo s’utilisent lorsque le bateau est à l'arrêt, elles sont descendues jusqu'à 3500 m de profondeur, elles récupèrent des échantillons d'eau , elles mesurent la salinité, température.
A l'aide des données de ces sondes, on obtient les résultats suivants: la température de surface diminue en allant vers le Nord et à -2 ° C , l'eau gèle.
Les profils densité et salinité sont très proches, les profils de densité sont en marche d'escalier et sont dus à des effets de double diffusion (chaleur/ salinité), on observe une zone chaude à 6°C sans trop d'explication. Pour les données température, elles correspondent en surface aux échanges eau/atmosphère mais en profondeur elles se rapprochent des courbes de salinité/gravité car il y a un brassage des eaux du aux vagues internes.
Patrick Bertuzzi (INRA Avignon)
Le lien vers la vidéo et le diaporama synchronisé.
Résumé :
Les conclusions du 5ieme rapport du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat sont sans ambiguïté. Le climat se réchauffe. Une valeur de +1,3 °C c’est le réchauffement qu’a connu la France entre 1901 et 2012. A l’horizon 2020-2050, est attendue une hausse supplémentaire des températures moyennes sur la France, comprise entre +0,6 °C et +1,3 °C, toutes saisons confondues, plus importante dans le Sud-Est et un risque plus important d’événements extrêmes (canicule et sécheresse). A l’horizon 2070-2100, l’avenir dépendra du scénario, des émissions futures de gaz à effet de serre. Dans le cadre d’un scénario RCP 8.5, du laisser-faire, la température moyenne annuelle de la France augmentera de + 3,5 °C. Elle sera accompagnée d’une diminution des pluies particulièrement dans la moitié Sud de la France et d’une forte augmentation du risque d’événements extrêmes. Le scénario sobre, RCP 2.5, permettra de contenir les effets négatifs. L’augmentation de température sera en deçà de 2°C à l’horizon 2100 mais ce scénario suppose une réduction des émissions mondiales de 40 à 70 % avant 2050.
L’agriculture doit s’adapter vers des conditions globalement plus sèches, plus chaudes et plus risquées. Du fait de leur caractère annuel, les grandes cultures (blé, maïs, etc.) présentent potentiellement une plus grande plasticité d’adaptation au niveau des itinéraires techniques comme au niveau de la sélection de nouveaux génotypes. L’adaptation des cultures pérennes (sylviculture, viticulture, arboriculture) est plus problématique et devrait mieux être mieux anticipée. Dans le cas du scénario du « laisser faire », la question du repositionnement géographique sera posée à terme.
L’agriculture représente environ 20 % des émissions de gaz à effet de serre. Les émissions, très majoritairement non énergétiques sont liées à la mise en œuvre de processus biologiques de l’activité agricole. L’agriculture émet 68 % des émissions de méthane et à 86 % des émissions d’oxyde nitreux, gaz à effet de serre dont l’efficacité radiative est respectivement 25 fois et 298 fois plus élevée que le gaz carbonique. Les modalités d’atténuation des émissions impliquent l’adaptation des pratiques agricole favorisant notamment le stockage de carbone dans les sols.
Depuis 400 000 ans il y a une oscillation entre période glaciaire et période interglaciaire sans que la quantité de CO2 ne dépasse 300 ppm, actuellement 400 ppm. La France occupe le 17ème rang et les 18 premiers pays représentent les 3/4 des émissions. La contribution de l'agriculture est de l'ordre de 20% donc juste après les transports, elle est liée au traitement des lisiers, fumiers, aux activités des animaux et concernent surtout deux gaz: le méthane et l'oxyde nitreux.
Le changement climatique concerne surtout les étés pour la France 1.3 ° en moyenne et une augmentation des épisodes extrêmes les vagues de chaleur mais aussi les vagues de sécheresse: depuis 1990 il y a de plus en plus de surfaces affectées par les vagues de chaleur. La France se divise en deux parties, le Nord où il n'y a pas trop de changement et le Sud avec une augmentation des températures et un déficit hydrique de plus en plus accru l'hiver où se recharge les nappes.
Le rendement du blé tendre depuis 1990 stagne et ne suit pas les progrès de la génétique, on explique cette stabilité principalement par des paramètres climatiques.
D'une façon générale, pour les céréales et pour les légumineuses, les résultats sont identiques. En revanche, le rendement de la betterave à sucre augmente beaucoup dans le Nord de la France.
Si l'on considère les cultures pérennes plantées sur plusieurs années comme le pommier, on constate que la floraison est décalée mais dans le Sud elle recule de nouveau à cause de la levée de dormance ( pas assez de froid l'hiver ou décalage)
Pour la vigne, on note des perturbations des dates de phénologie avec un avancement de 30 jours en 50 ans mais aussi un effet sur la qualité des produits: une augmentation de un degré d'alcool des vins est due à une augmentation de la quantité de sucre dans le raisin.
La gestion des prairies est également modifiée: le manque de fourrage à cause des vagues de sécheresse est compliqué à gérer pour les éleveurs.
En ce qui concerne la forêt: c'est un milieu vulnérable présentant 2 types de problèmes, le dépérissement et l'encaissement des vagues de chaleur / vagues de sécheresse affaiblissent les végétaux et ils ne récupèrent pas ce qui est expliqué par une embolie gazeuse (création de poche d'air dans la sève) . Les forêts sont de plus soumises à des événements climatiques extrêmes comme les tempêtes. Le second problème est l'impact des maladies comme la processionnaire du pin qui progresse vers le Nord à la vitesse de 5 km/an.
Dans cette optique, une étude concernant le développement du feu bactérien chez les arbres fruitiers, l'étude est réalisée en Suisse.
Dans les 2 scénarios extrêmes proposés par les modèles climatiques RCP8.5 qui le scénario "si on ne change rien aux émissions actuelles" la température augmenterait de + 4.5° en moyenne et dans le scénario RCP2.6 que défend la COP21 l'augmentation serait de +2 °en moyenne. Dans les deux types de scénarios, il y a une forte augmentation aux pôles.
Pour le scénario RCP 8.5, on prévoit une augmentation du nombre et de l'amplitude des canicules, un déficit hydrique plus grand, la variabilité inter annuelle augmente aussi ce qui est problématique pour l'agriculture.
Une augmentation de température et une augmentation de CO2 provoque une augmentation de la photosynthèse ce qui augmente la production de la matière végétale mais il y a également un effet sur la pénologie, on note donc une accélération du calendrier (5 jours pour la levée du blé par ° C)
La température chaude au moment épiaison est également problématique pour la céréale. Le confort hydrique d'une plante diminue ce qui entraîne une diminution du rendement.
Il y a donc nécessité d'un ajustement des systèmes agricoles au changement climatique:
La première piste serait les recherches en génétique sur l' amélioration: beaucoup de projets collaboratifs : le phénotypage consiste à accélérer la sélection des plantes. Il faut également acquérir des connaissances sur les processus et prévoir le futur en utilisant des modèles de phénologie, des modèles de culture, des modèles de maladies
Le travail sur le modèle du blé dans différents pays: plus il fera chaud, plus les rendements du blé vont diminuer 6 à 7% par degré d'augmentation.
la seconde piste serait de considérer la plasticité des systèmes:
exemple : le retard à la dormance pour les abricotiers pilotera le retard de la floraison
La plasticité des systèmes et les besoins d'anticipation: le matériel végétal qui répondra au changement sera le mieux adapté: il faudra tenir compte de la modification du calendrier et de la génétique pour la sélection pour adapter des pratiques agricoles. Dans le Sud, il faudra des transformations de systèmes et de production .
La dernière possibilité est le déplacement géographique de espèces: quelques exemples comme le remplacement du maïs par le sorgho à Toulouse, la culture de maïs se déplace vers le Nord, la vigne également. Les forêts vont devenir méditerranéennes .
Nous pouvons également considérer les pistes pour l'atténuation :
Réduire les fertilisants azotés: pour produire 1 Tonne de ces fertilisants, on rejette 2 fois plus de CO2 et en France la production s élève à de 2.8 millions de Tonne. Il faudrait donc améliorer l'efficacité des fertilisants et privilégier les fertilisants organiques, ou encore l’insertion de plus de légumineuses dans les rotations.
Pour le stockage du Carbone, on pourrait envisager des techniques sans labours, augmenter le couvert végétal...
Modifier la ration des animaux et changer de régime alimentaire (une vache donne l'équivalent en CO2 d'une voiture 4/4 qui roule 1000 km)
Mot d'ordre: intensification écologique dans les systèmes alimentaires mais aussi tester de nouveaux modes de cultures et de nouveaux modes de transformations et de commercialisation
site la glace et le ciel : www.laglaceetleciel.com
site les messager du climat www.messagerduclimat.com
site de l'INRA www.inra.fr/Grand-public/Réchauffement-climatique.
Guillaume le HIR (IPGP)
Le lien vers la vidéo et le diaporama synchronisé.
Résumé :
Les éruptions volcaniques peuvent modifier le climat à différentes échelles de temps. Par exemple, les températures moyennes mondiales ont chuté de 0.5°C 18mois après l'éruption du Mont Pinatubo (1991). Les volcans affectent le climat soit par les gaz et les particules de poussière directement injectés dans l'atmosphère lors des éruptions, soit par les composés qui dérivent des gaz injectés. Sur la base des grandes éruptions contemporaines, l’effet le plus durable résulte du dioxyde de soufre émis et transformé dans la stratosphère en aérosols sulfatés. Cependant, sur de longues périodes de temps (des milliers ou des millions d'années), des périodes d’intense activité volcanique, tels que la mise en place de trapps, peuvent élever les niveaux de dioxyde de carbone suffisante pour causer le réchauffement global significatif.
12/16 juin 1991 éruption du volcan ayant un effet durable plusieurs mois plus tard.
L'assombrissement de l'atmosphère est due à des cendres très chaudes et en mesurant les infrarouges, on visualise le nuage. Celles-ci s'étendent sur plusieurs centaines de km. Au bout de quelques semaines, on observe plus de cendres dans l'atmosphère.
De même, on observe une grosse anomalie en SO2 dans la stratosphère, au bout de 30 jours la moitié a disparu et au bout de 6 mois il n’y a plus de S dans l'atmosphère.
En revanche les propriétés de l'atmosphère change; l'opacité augmente. Plus on s'éloigne de la date de l'éruption, plus elle augmente. Une anomalie plus grande dans la stratosphère mais pas forcément liée à des produits directs .
Sage 2 est un satellite qui a permis d'obtenir des images et on peut observer les propriétés optiques de l'atmosphère, on a pu constaté une augmentation de l'épaisseur optique lié à des produits sulfatés. SO2 diminue car il n'est pas stable dans l'atmosphère, il s'est oxydé pour former une grosse molécule qui s'est ensuite hydratée en aérosols sulfatés.
Pourquoi ces aérosols réduisent la température ? L'atmosphère absorbe dans IR c'est la vapeur eau et le CO2 qui sont des gaz actifs, le CH4 en revanche est dans la même bande d'absorption que H2O et a donc un impact moins grand.
Il y a une fenêtre spectrale: la réduction liée à la diffraction liée à une atmosphère non homogène 75% du rayonnement incident arrive à la surface. Avec les aérosols, il y a une moins grande place pour la fenêtre spectrale .
Le système est à l'équilibre radiatif : les entrées et les sorties sont à l'équilibre.
Avec un système avec les aérosols, le rayonnement incident est moins grand donc réduction des IR donc rééquilibrage des flux. Le SO2 est un gaz faiblement émis par les volcans mais le réservoir atmosphérique est très petit donc dès qu'il y en a un peu le déséquilibre est grand. Le CO2 est gaz beaucoup plus émis mais dans un grand réservoir donc pas de réchauffement associé à une éruption riche en CO2. Avec 0.4 ° de diminution pour une éruption comme le Pinatubo, les climatologues ont introduit ce paramètre dans les scénarios.
Les Trapps du Deccan date de 65 millions années et ont été mis en place en moins de 1 million année: il y a une bonne corrélation entre extinction / épanchement basaltique.
Sur les foraminifères qui sont des marqueurs de température, on peut constater une augmentation de 3 ° après les éruptions liés au trapps.
Les émissions de SO2 induisent un refroidissement et le CO2 induit un réchauffement.
Pour estimer le volume de gaz émis, le premier travail de terrain est l'estimation du volume de lave émis et on essaie de retrouver une bulle de gaz associé à des expériences en laboratoire.
3 phases dans l'éruption: la phase principale dure 200 000 ans. Les méthodes de mesure du temps par paléomagnétisme montre que 90% de temps le volcan est au repos et 10% en activité 30 pulses volcaniques donc le dégazage est non continu : par pulse la hauteur atteint la stratosphère.
On utilise le modèle dynamique c'est à dire le déplacement des nuages et la physique interaction rayonnement/ atmosphère pour connaître des températures. Pour avoir les interactions avec le cycle du Carbone, on utilise des modèles géochimiques et on insère ce modèle dans celui du climat, ensuite on ajoute le modèle du souffre et enfin on ajoute la dégradation de ces éléments. Il faut donc définir des conditions initiales fin du Crétacé 17°C 340 ppm CO2 , introduction dans le modèle : à court terme, le refroidissement est de 8° car la quantité de SO2 est 10 fois plus grande que le Pinatubo mais à long terme sur 200000 ans on note une augmentation de température de surface. Très étrange !
L'altération continentale pompe 2 CO2 tandis que la sédimentation carbonatée ne consomme que 1 CO2.
Pendant les trapps : Il y a une augmentation du flux de CO2 donc une augmentation de l'effet de serre, la température augmente ainsi que les précipitations d'où une augmentation de l'altération continentale et au final une consommation CO2 ce qui de fait entraîne un refroidissement. Mais avec SO2, on diminue la température avec un coup de froid donc moins d'altération. La situation est donc paradoxale: d'un côté il y a augmentation des émissions de CO2 (la source) mais le puits est moins efficace.
On voit cependant des successions de phase de refroidissement et de réchauffement sur une longue durée, on cherche encore.
Pendant les trapps, l'augmentation de CO2 et SO2 augmente les pluies acides et cela empêche la précipitation des carbonates .
Les flux de carbone sont équilibrés, le seul flux qui fait entrer du Carbone c'est le volcanisme avec un flux très faible. Il impacte tout de même peut-être.
L'indice de dégazage peut être évalué par l'expansion océanique (modèle âge avec le paléomagnétisme ) pour obtenir un modèle du volcanisme. Le volcanisme bouge un peu mais pas énormément. Les flux de source sont égaux aux flux des puits . Altération fonction de T° et ruissellement et flux du volcanisme permet le calcul de PCo2 grâce à une équation à une inconnue. Le CO2 a une influence sur température.
particules solides, pas les plus importantes
gaz volcanique : il faut considérer les stocks soit de petite taille ( SO2) , pour le CO2 effet grand réservoir.
Pierre Thomas . ENS Lyon.
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Résumé :
Le climat mondial dépend pour une bonne part de l'importance de l'effet de serre, qui dépend de la teneur de l'atmosphère en GES, qui dépend largement du cycle du carbone et de ses variations. Comprendre et maîtriser (1) le mécanisme de l'effet de serre et (2) le "fonctionnement du (des) cycle(s) du carbone devrait donc être indispensable à toute personne s'occupant de climat. Et pourtant, que de "bêtises" et de lieux communs erronés entend-on de la part des médias ou des politiques, trouve-t-on sur divers documents, même officiels ...
Pourquoi ces 2 clés sont indispensables?
Le cycle carbone modifie le CO2 atm qui modifie l'effet de serre et donc le climat
Il faut cependant apprendre à se servir des clés avec quelques notions scientifiques:
réflexion/absorption/transmission : l'énergie absorbée par un corps le réchauffe .
Un corps émet des ondes électromagnétique selon la loi de Stephan . Plus un corps est chaud, plus il émet de l'énergie. La qualité de l'énergie est la longueur d'onde et varie avec la T° selon la loi de Wien
Le corps humain émet 9 microns dans IR, le soleil émet dans le visible, tout corps émet dans l'IR même un corps froid. La température augmente jusqu'à une certaine valeur où la T° est constante, le corps émet autant qu'il reçoit.
Si un corps est très froid et reçoit beaucoup d'énergie, il en émet moins qu'il en reçoit donc il en absorbe il se réchauffe et atteint à T° d'équilibre . Vice versa pour le corps chaud .
T° externe d'équilibre des planètes: la température varie à l'inverse de la racine carrée de la distance au soleil en négligeant les effets de l'albédo. Toutes les planètes se placent sur la courbe sauf Vénus, Mars, Titan car il y a la présence d'une atmosphère
le système est à l'équilibre : ce qui rentre = ce qui sort. La Terre reçoit énergie solaire 341 W/ m2 arrive et réémet 341 W/ m2
Certains gaz sont transparents à la lumière IR mais pas le méthane et le CO2 qui sont opaques aux IR. L'atmosphère est principalement transparente à la lumière incidente mais en revanche l'atmosphère est opaque aux IR réémis par la Terre.
Fonctionnement théorique d'une serre parfaite : lumière incidente traverse la vitre , le sol absorbe tout ; le sol renvoie 100 W vers la vitre et 50W part et 50 W revient etc....50+25+12.5+6.25+3.12+1.56 =100 W , nous sommes à l'équilibre...
Avec cette serre parfaite , la température passe de -18° à +30° mais la Terre n'est pas une serre parfaite.
L'effet de serre naturel rajoute +155 W/m2 aux 341 W/m2 . Actuellement , on ajoute les GES anthropiques .On ajoute de l'énergie , il y va donc y avoir une nouvelle T° d'équilibre avec comme enjeu de ne pas dépasser +2°
Deuxième clé : bien maîtriser le cycle du carbone
En surface air, eau , vie . Ce qui rentre les volcans et ce qui sort la fabrication des calcaires.
Le carbone se trouve dans l'atmosphère, la biosphère, l'océan, la croûte/ manteau. Le cycle du carbone est lié au cycle de l'oxygène .
Les échanges eau/air avec le Co2 qui dissout mieux dans l'eau froide ou bien qui se dégage dans l'air dans une eau plus chaude entraîne la circulation thermohaline en 1500 ans.
T° augmente, eau se réchauffe, Co2 est moins soluble dans l'eau, il passe dans l'atmosphère et augmente effet de serre, il peut y avoir emballement du système d'où les climatologues préconisent 2° seulement pou rassurer un certain contrôle.
Le deuxième flux correspond à la photosynthèse et la respiration 100 à 150 GT océanique ou atmosphérique. dans les écosystèmes à l'équilibre, le bilan est nul.
D'où vient le O2 qui n'est pas produit par l'Amazonie et par le plancton: il y a un autre cycle où la matière organique devient fossile (charbon, pétrole) A chaque fois que l'on fossilise du CO2, l'O2 augmente donc la concentration devrait augmenter ce qui n'est pas le cas. L'O2 a servi à oxyder du Fer, du Soufre peut-être de l'oxydation lors des subductions.
La fabrication du calcaire libère du CO2 et la précipitation en consomme, il y a donc équilibre. Lors de l'altération , la consommation atmosphérique est de 2 CO2, l'altération d'un basalte pompe plus que le granite car plus riche en silicates calciques . C'est une rétroaction négative c'est un thermostat lent.
Il existe un circuit qui remet du CO2 dans l'atmosphère c'est le volcanisme.
Le cycle du Carbone est équilibré mais peut être déstabilisé : les clathrates donnent des signes de déstabilisation et sont susceptibles de libérer du CO2.
4 exemples de modification du cycle:
1.L'exemple actuel: déséquilibre due à fabrication du ciment, transformation de la biomasse en CH4 (ruminant, et rizière) , la déforestation sans replanter , les labours, et enfin la combustion des combustibles fossiles .
2. Les variations quaternaires du cycle du carbone : les variations de température commence avant celles de CO2 . Les variations astronomiques déclenchent de 0.5° et beaucoup de rétroactions positives qui amplifient les variations initiales. Quand on modélise, on sait que l'on oublie certains paramètres amplificateurs.
3. Les variations il y a 400 millions années: à partir du dévonien, il y a une relation.
On connaît aussi quelques explications: au carbonifère, il y a la montagne hercynienne et un maximum de charbon se forme. Pour O2 et CO2 , il y a des périodes où les deux gaz évoluent de manière antiparallèle ou au contraire en parallèle. Au Carbonifère, il y a un déséquilibre en CO2 avec un maximum de fossilisation donc une période froide et au Crétacé, la haute température augmente le haut niveau de la mer et l' augmentation des précipitations des carbonates
4. L'épisode boule de neige voir le dernier bulletin APBG : au protérozoïque, sortie de giga trapps et super continent . Ensuite altération du basalte, d'où diminution du CO2 et emballement d'où boule de neige la sortie de cet épisode serait due au volcanisme.
il y a 2 milliard années, on note une diminution de la dynamique terrestre avec l' apparition des eucaryotes, l' accélération de la photosynthèse donc un déséquilibre d'où l'augmentation du O2.