Le dioxyde de carbone, le gaz à effet de serre n ° 1

Le carbone est un élément essentiel de toute vie sur terre. C'est également le principal atome composant la composition chimique des combustibles fossiles. On le trouve également sous forme de dioxyde de carbone, un gaz qui joue un rôle central dans le changement climatique mondial.

Qu'est-ce que le CO2?

Le dioxyde de carbone est une molécule composée de trois parties, un atome de carbone central lié à deux atomes d'oxygène. C'est un gaz qui ne représente qu'environ 0,04% de notre atmosphère, mais c'est une composante importante du cycle du carbone. Les molécules de carbone sont de véritables métamorphes, souvent sous forme solide, mais changeant fréquemment de phase par rapport au CO₂ du gaz au liquide (sous forme d'acide carbonique ou de carbonates), et de nouveau à un gaz. Les océans contiennent de grandes quantités de carbone, tout comme les terres solides: les formations rocheuses, les sols et tous les êtres vivants contiennent du carbone. Le carbone se déplace entre ces différentes formes dans une série de processus appelés le cycle du carbone - ou plus précisément un certain nombre de cycles qui jouent plusieurs rôles cruciaux dans le phénomène du changement climatique mondial.

Le CO2 fait partie des cycles biologiques et géologiques

Au cours d'un processus appelé respiration cellulaire, les plantes et les animaux brûlent des sucres pour obtenir de l'énergie. Les molécules de sucre contiennent un certain nombre d'atomes de carbone qui, lors de la respiration, sont libérés sous forme de dioxyde de carbone. Les animaux expirent un excès de dioxyde de carbone lorsqu'ils respirent, et les plantes le libèrent principalement pendant la nuit. Lorsqu'elles sont exposées au soleil, les plantes et les algues absorbent le CO₂ de l'air et le dépouiller de son atome de carbone pour l'utiliser dans la construction de molécules de sucre - l'oxygène laissé derrière est libéré dans l'air sous forme de O₂.

Le dioxyde de carbone fait également partie d'un processus beaucoup plus lent: le cycle géologique du carbone. Il a de nombreux composants, et l'un des plus importants est le transfert d'atomes de carbone du CO₂ dans l'atmosphère aux carbonates dissous dans l'océan. Une fois sur place, les atomes de carbone sont captés par de petits organismes marins (principalement du plancton) qui en font des coquilles dures. Après la mort du plancton, la coquille de carbone s'enfonce vers le bas, rejoignant des dizaines d'autres et finissant par former de la roche calcaire. Des millions d'années plus tard, le calcaire peut émerger à la surface, devenir altéré et libérer les atomes de carbone.

La libération d'un excès de CO2 est le problème

Le charbon, le pétrole et le gaz sont des combustibles fossiles issus de l'accumulation d'organismes aquatiques qui sont ensuite soumis à des pressions et des températures élevées. Lorsque nous extrayons ces combustibles fossiles et les brûlons, les molécules de carbone, une fois enfermées dans le plancton et les algues, sont libérées dans l'atmosphère sous forme de dioxyde de carbone. Si nous examinons un laps de temps raisonnable (disons, des centaines de milliers d'années), la concentration de CO₂ dans l'atmosphère a été relativement stable, les rejets naturels étant compensés par les quantités captées par les plantes et les algues. Cependant, depuis que nous brûlons des combustibles fossiles, nous ajoutons chaque année une quantité nette de carbone dans l'air.

Le dioxyde de carbone comme gaz à effet de serre

Dans l'atmosphère, le dioxyde de carbone contribue avec d'autres molécules à l'effet de serre. L'énergie solaire est réfléchie par la surface de la terre et, au cours de ce processus, elle est transformée en une longueur d'onde plus facilement interceptée par les gaz à effet de serre, emprisonnant la chaleur dans l'atmosphère au lieu de la laisser se refléter dans l'espace. La contribution du dioxyde de carbone à l'effet de serre varie entre 10 et 25% selon les lieux, juste derrière la vapeur d'eau.

Une tendance à la hausse

La concentration de CO₂ dans l'atmosphère a varié au fil du temps, avec des hauts et des bas importants subis par la planète au cours des périodes géologiques. Si nous regardons les derniers millénaires, nous voyons cependant une forte augmentation du dioxyde de carbone à partir de la révolution industrielle. Depuis avant 1800, le CO₂ les concentrations ont augmenté de plus de 42% pour atteindre les niveaux actuels de plus de 400 parties par million (ppm), entraînées par la combustion de combustibles fossiles et par le défrichement.

Comment ajoutons-nous exactement le CO2?

Alors que nous entrions dans une ère définie par une activité humaine intense, l'Anthropocène, nous avons ajouté du dioxyde de carbone à l'atmosphère au-delà des émissions naturelles. La majeure partie de cela provient de la combustion du charbon, du pétrole et du gaz naturel. L'industrie de l'énergie, en particulier à travers les centrales électriques au carbone, est responsable de la plupart des émissions mondiales de gaz à effet de serre - cette part atteint 37% aux États-Unis, selon l'Environmental Protection Agency. Les transports, y compris les voitures, camions, trains et navires à combustibles fossiles, arrivent en deuxième position avec 31% des émissions. Un autre 10% provient de la combustion de combustibles fossiles pour chauffer les maisons et les entreprises. Les raffineries et autres activités industrielles rejettent beaucoup de dioxyde de carbone, principalement grâce à la production de ciment qui est responsable d'une quantité étonnamment élevée de CO₂ représentant jusqu'à 5% de la production mondiale totale.

Le défrichement est une source importante d'émissions de dioxyde de carbone dans de nombreuses régions du monde. Brûler les rémanents et laisser les sols exposés libère du CO₂. Dans les pays où les forêts font un peu leur retour, comme aux États-Unis, l'utilisation des terres crée une absorption nette de carbone car il est mobilisé par les arbres en croissance.

Réduire notre empreinte carbone

Vous pouvez réduire vos émissions de dioxyde de carbone en ajustant votre demande d'énergie, en prenant des décisions plus respectueuses de l'environnement concernant vos besoins en matière de transport et en réévaluant vos choix alimentaires. Le Nature Conservancy et l'EPA ont tous deux des calculateurs d'empreinte carbone utiles qui peuvent vous aider à identifier où, dans votre style de vie, vous pouvez faire le plus de différence.

Qu'est-ce que la séquestration du carbone?

Outre la réduction des émissions, nous pouvons prendre des mesures pour réduire les concentrations de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Le terme séquestration du carbone signifie capturer le CO₂ et le ranger sous une forme stable où il ne contribuera pas au changement climatique. Ces mesures d'atténuation du réchauffement climatique comprennent la plantation de forêts et l'injection de dioxyde de carbone dans de vieux puits ou profondément dans des formations géologiques poreuses.