Rising atmospheric carbon dioxide (CO2) concentrations over the past two centuries have led to greater CO2 uptake by the oceans. This acidification process has changed the saturation state ofthe oceans with respect to calcium carbonate (CaCO3) particles. Here we estimate the in situ CaCO3 dissolution rates for the global oceans from total alkalinity and chlorofluorocarbon data, and we also discuss the future impacts of anthropogenic CO2 on CaCO3 shell–forming species. CaCO3 dissolution rates, ranging from 0.003 to 1.2 micromoles per kilogram per year, are observed beginning near the aragonite saturation horizon. The total water column CaCO3 dissolution rate for the global oceans is approximately 0.5 ± 0.2 petagrams of CaCO3-C per year, which is approximately 45 to 65% of the export production of CaCO3.
Titre de l'article
Impact du CO2 anthropique sur le système CaCO3 dans les océans
Impact du CO2 anthropique sur le système CaCO3 dans les océans
Introduction à l'article
Durant les 400 000 années qui nous précèdent, les concentrations atmosphériques de CO2 ont oscillé entre 200 et 280 parties par million (ppm). Actuellement, elles se rapprochent des 380 ppm (2004) du fait des fortes activités industrielles humaines ainsi que l'utilisation du sol.
Il est à savoir qu'1/3 du CO2 anthropique est aujourd’hui absorbé par l'océan.
Les estimations des futures concentrations atmosphériques et océaniques de CO2, suggèrent que les niveaux pourraient dépasser 800 ppm d'ici la fin du siècle. Les modèles correspondants pour les océans indiquent que le carbone inorganique dissous dans l'eau de surface pourrait probablement augmenter de plus de 12 % et que la concentration d'ions carbonate diminuerait de près de 60%. La baisse de pH correspondante serait d'environ 0,4 unité de pH dans les eaux de surface. Si ces changements spectaculaires se produisent, ils peuvent avoir des impacts importants sur les systèmes biologiques des océans.
Durant les 400 000 années qui nous précèdent, les concentrations atmosphériques de CO2 ont oscillé entre 200 et 280 parties par million (ppm). Actuellement, elles se rapprochent des 380 ppm (2004) du fait des fortes activités industrielles humaines ainsi que l'utilisation du sol.
Il est à savoir qu'1/3 du CO2 anthropique est aujourd’hui absorbé par l'océan.
Les estimations des futures concentrations atmosphériques et océaniques de CO2, suggèrent que les niveaux pourraient dépasser 800 ppm d'ici la fin du siècle. Les modèles correspondants pour les océans indiquent que le carbone inorganique dissous dans l'eau de surface pourrait probablement augmenter de plus de 12 % et que la concentration d'ions carbonate diminuerait de près de 60%. La baisse de pH correspondante serait d'environ 0,4 unité de pH dans les eaux de surface. Si ces changements spectaculaires se produisent, ils peuvent avoir des impacts importants sur les systèmes biologiques des océans.
Expériences de l'article
Les auteurs estiment ici les taux de dissolution in situ du CaCO3 dans les océans mondiaux à partir des données sur l'alcalinité totale et le chlorofluorocarbone. Ils discutent également des impacts futurs du CO2 anthropique sur les espèces qui forment la coquille du CaCO3.
Pour estimer les taux de dissolution du CaCO3 in situ dans les eaux où les valeurs de CaCO3 sont positives, ils ont comparé le CaCO3 à l'âge des parcelles d'eau dérivées du chlorofluorocarbone 11 (CFC-11) ou du CFC-12 pour la partie supérieure de l'océan et du 14C pour les eaux profondes où le CFC-11 ou le CFC-12 n'est pas détecté.
Les auteurs estiment ici les taux de dissolution in situ du CaCO3 dans les océans mondiaux à partir des données sur l'alcalinité totale et le chlorofluorocarbone. Ils discutent également des impacts futurs du CO2 anthropique sur les espèces qui forment la coquille du CaCO3.
Pour estimer les taux de dissolution du CaCO3 in situ dans les eaux où les valeurs de CaCO3 sont positives, ils ont comparé le CaCO3 à l'âge des parcelles d'eau dérivées du chlorofluorocarbone 11 (CFC-11) ou du CFC-12 pour la partie supérieure de l'océan et du 14C pour les eaux profondes où le CFC-11 ou le CFC-12 n'est pas détecté.
Résultats de l'article
Les taux de dissolution les plus élevés du CaCO3 dans l'Atlantique Nord se situent près des 3500 m. Le changement de profondeur à l'endroit où le taux maximal se produit est cohérent avec les changements correspondants de l'horizon de saturation à 100 % de l'aragonite. Il est différent dans les autres régions océaniques.
En résumé, sur la quantité totale de CaCO3 produite annuellement, pas plus de 30 % sont enfouis dans des sédiments peu profonds et profonds. Le reste est dissous dans la colonne d'eau. Ces nouveaux résultats indiquent toutefois qu'une très grande partie de cette dissolution, jusqu'à 60% ou plus, se produit au-dessus de 2000 m.
Ces changements anthropiques entrainent donc une diminution de la production de carbonate de calcium et une augmentation de la dissolution des sédiments de carbonate de calcium, ce qui augmenterait le pH de l'océan et sa capacité à stocker le CO2. Ceux-ci auront des conséquences sur les différents écosystèmes marins.
Les taux de dissolution les plus élevés du CaCO3 dans l'Atlantique Nord se situent près des 3500 m. Le changement de profondeur à l'endroit où le taux maximal se produit est cohérent avec les changements correspondants de l'horizon de saturation à 100 % de l'aragonite. Il est différent dans les autres régions océaniques.
En résumé, sur la quantité totale de CaCO3 produite annuellement, pas plus de 30 % sont enfouis dans des sédiments peu profonds et profonds. Le reste est dissous dans la colonne d'eau. Ces nouveaux résultats indiquent toutefois qu'une très grande partie de cette dissolution, jusqu'à 60% ou plus, se produit au-dessus de 2000 m.
Ces changements anthropiques entrainent donc une diminution de la production de carbonate de calcium et une augmentation de la dissolution des sédiments de carbonate de calcium, ce qui augmenterait le pH de l'océan et sa capacité à stocker le CO2. Ceux-ci auront des conséquences sur les différents écosystèmes marins.
Ce que cet article apporte au débat
Cet article présente des résultats sur un des facteurs majeurs causés par les impacts anthropiques, celui du cycle des carbonates de calcium modifié, perturbant les écosystèmes marins. C'est un des arguments justifiant le passage à l'Anthropocène.
Cet article présente des résultats sur un des facteurs majeurs causés par les impacts anthropiques, celui du cycle des carbonates de calcium modifié, perturbant les écosystèmes marins. C'est un des arguments justifiant le passage à l'Anthropocène.
Figure
Diagramme des taux de dissolution in situ du CaCO3 en fonction de la profondeur dans les trois grands bassins océaniques. Impact of Anthropogenic CO2 on the CaCO3 System in the Oceans
Diagramme des taux de dissolution in situ du CaCO3 en fonction de la profondeur dans les trois grands bassins océaniques. Impact of Anthropogenic CO2 on the CaCO3 System in the Oceans
Dernière modification il y a plus de 8 ans.