Le carbone |\text{(C)}| est un élément chimique essentiel à la vie. La quantité de carbone sur Terre est constante.
Le carbone est constamment recyclé et rendu accessible aux êtres vivants grâce à un cycle biogéochimique : le cycle du carbone.
Le cycle du carbone comprend tous les échanges de carbone qui se déroulent naturellement entre l’atmosphère, la biosphère, l’hydrosphère et la lithosphère.
Ce schéma présente les transformations du cycle du carbone. Pour plus de détails sur chacune des transformations, consulte le tableau suivant.
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Transformation |
Passage du carbone et description de la transformation |
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Atmosphère → Biosphère Les végétaux terrestres captent le dioxyde de carbone atmosphérique |(\text{CO}_2)| et le transforment en glucose |(\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6).| |
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Hydrosphère → Biosphère Les végétaux aquatiques captent le |\text{CO}_2| dissout dans l’eau et le transforment en |\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6.| |
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Consommation |
Biosphère → Biosphère Les animaux se nourrissent de végétaux et/ou d’autres animaux. Les glucides, les protéines et les lipides ingérés sont riches en carbone. Ces molécules sont essentielles à la croissance, à la réparation et au bon fonctionnement des cellules. |
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Biosphère → Atmosphère Les êtres vivants utilisent le |\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6| et produisent du |\text{CO}_2| lors de la respiration cellulaire. |
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Décomposition |
Biosphère → Atmosphère Les organismes décomposeurs (ex. champignons) décomposent les déchets et les cadavres des êtres vivants. Cette transformation produit du |\text{CO}_2| et du méthane |(\text{CH}_4).| |
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Formation de combustibles fossiles |
Biosphère → Lithosphère Les déchets et les cadavres des êtres vivants enfouis dans le sol peuvent, après plusieurs millions d’années, se transformer en combustibles fossiles, tels que le pétrole, le charbon et le gaz naturel. Ces substances sont riches en carbone. |
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Biosphère → Atmosphère La combustion de matière organique par les feux de forêt produit du |\text{CO}_2.| |
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Dissolution |
Atmosphère → Hydrosphère Le |\text{CO}_2| atmosphérique se dissout dans l’eau et forme les ions carbonate |(\text{CO}_3^{2-})| et bicarbonate |(\text{HCO}_3^-).| |
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Formation des coquilles et des squelettes |
Hydrosphère → Biosphère Dans l’eau, les ions |\text{CO}_3^{2-}| et |\text{HCO}_3^-| réagissent avec du calcium |\text{Ca}| pour former du carbonate de calcium |(\text{CaCO}_3).| Ce sel entre dans la composition des coquilles et des squelettes des animaux aquatiques. |
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Formation de roches carbonatées |
Biosphère → Lithosphère Les coquilles et les squelettes riches en |\text{CaCO}_3| se déposent au fond des océans et forment des roches carbonatées. |
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Volcanisme |
Lithosphère → Atmosphère Au contact du magma, les roches carbonatées en fusion libèrent du |\text{CO}_2.| |
L’exploitation des combustibles fossiles, la déforestation et l’élevage intensif de bétail sont des activités humaines qui perturbent le cycle du carbone.
Elles entrainent une augmentation du dioxyde de carbone |(\text{CO}_2)| et du méthane |(\text{CH}_4),| deux gaz à effet de serre (GES), dans l’atmosphère. Cette augmentation contribue à l’effet de serre renforcé qui a lui-même plusieurs conséquences.
L’exploitation des combustibles fossiles perturbe le cycle du carbone en augmentant le flux de carbone de la lithosphère vers l’atmosphère. La combustion du pétrole, du charbon et du gaz naturel augmente la quantité de |\text{CO}_2| dans l’atmosphère.
Le tableau suivant montre la principale utilisation des combustibles fossiles.
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Ressources |
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Principale utilisation |
Transport |
Production d’électricité |
Chauffage |
La déforestation perturbe le cycle du carbone en diminuant le flux de carbone de l’atmosphère vers la biosphère. Puisque les arbres abattus ne participent plus à la photosynthèse, une plus grande quantité de |\text{CO}_2| reste dans l’atmosphère.
L’élevage intensif de bétail perturbe le cycle du carbone en augmentant le flux de carbone de la biosphère vers l’atmosphère. La décomposition des déchets organiques des animaux d’élevage augmente la quantité de |\text{CO}_2| et de |\text{CH}_4| dans l’atmosphère.