cours 10 Flashcards
(45 cards)
Quels sont les différents types de cycles biogéochimiques?
1) Cycle à phase gazeuse
Air (atmosphère)
2) Cycle sédimentaire
Roches / sol (lithosphère)
3) Cycle de l’eau
Eau (hydrosphère)
Qu’est-ce que la biogéochimie
Bio -> vie
Géo -> terre
Chimique -> transformation matière
‣ Transformation de la matière (chimie) entre les composantes abiotiques (géo) et biotiques (bio)
‣ Cycle local vs cycle global
Qu’est-ce que le cycle biogéochimique à phase gazeuse?
‣ Réservoirs principaux des éléments : océans et atmosphère
‣ Cycles “globaux” : diffusion rapide dans l’atmosphère
‣ Azote (N2), Oxygène (O2)
Qu’est-ce que le cycle biogéochimique sédimentaire?
‣ Réservoirs principaux des éléments : lithosphère
‣ Cycles “locaux” : diffusion limitée dans les sols ou roches
‣ Calcium (Ca), Phosphore (P), Potassium (K)
‣ Altération des roches
‣ 2 phases : Phase “rocheuse” et Phase “sel en solution / dissoute”
- Fluoroapatite : Ca5(PO4)3F = phase rocheuse
- Ion phosphate : PO43- = anion de sel en solution
Qu’est-ce que le cycle de l’eau?
‣ Réservoirs principaux des éléments : hydrosphère
‣ Connecte tous les cycles biogéochimiques!
- Sans eau, pas de cyclage des éléments
Qu’est-ce que le cycle du soufre?
Cycles biogéochimiques hybrides (2 phases)
Gazeux
- Dioxyde de soufre (SO2)
- Sulfure d’hydrogène (H2S)
Sédimentaire
- Inorganique : sulfure de fer (FeS), disulfure de fer (FeS2)
Qu’est-ce que le cycle du carbone?
Cycles biogéochimiques hybrides (2 phases)
Gazeux
- Dioxyde de carbone (CO2)
- Méthane (CH4)
Sédimentaire
- Inorganique : carbonate de calcium (CaCO3)
- Organique : tourbe, humus, combustibles fossiles (pétrole, charbon)
Schéma: apports, sorties et cyclage interne
Cycle local du carbone (C)?
‣ Lié aux flux d’énergie
- g C fixé m-2 année-1
‣ Productivité primaire nette (PPN)
- C fixé par photosynthèse - C respiré par les plantes (autotrophes)
‣ Productivité nette de l’écosystème (PNE)
- C fixé par autotrophes moins C respiré par autotrophes ET hétérotrophes
‣ Dioxyde de Carbone CO2
Qu’est-ce que le dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique?
- Source inorganique de tout le carbone organique
- Fixé dans la biomasse par photosynthèse (milieu terrestre et aquatique)
- Relâché dans l’atmosphère par respiration, combustion
- Échanges en milieu aquatique par diffusion
Comment est consommé le carbone fixé par photosynthèse?
Consommé par les animaux herbivores et détrivores
De quoi dépend la vitesse du cyclage?
Dépend des taux de productivité et de décomposition
Forêt tropicale humide : Productivité élevée et décomposition rapide
-> Cyclage rapide
Tourbière : Productivité faible (peu de nutriments) et décomposition lente
-> Cyclage lent
La décomposition lente donne naissance à?
À une accumulation de MO (matières organiques) non décomposée sur une échelle géologique
-> Charbon et combustibles fossiles
En milieu aquatique?
Quantité de carbone incorporé comme carbonates (exosquelettes/coquilles)
-> Carbonates précipitent au fond de l’eau et forment du carbone géologique (roche calcaire) = carbone isolé de l’activité biologique
Quelles sont les fluctuations journalières du cycle de du carbone?
- Concentrations fluctuent à travers la journée (lié à l’activité biologique)
- Concentration = différence activité photosynthétique et respiration
- Nuit : [CO2] élevée (respiration élevée, pas de photosynthèse)
- Jour : [CO2] diminue dans la canopée (photosynthèse)
- Sol : Toujours plus élevé (respiration des racines et décomposeurs)
Quelles sont les fluctuations saisonnières du cycle du carbone?
Fluctuations sont plus élevées dans l’hémisphère nord que dans l’hémisphère sud car plus grande superficie terrestre dans hémisphère nord
Cycle global du carbone?
‣ Cycle hybride
‣ Lié aux échanges entre air, terre et eau
‣ Carbone Total : 100 millions Gt
- 10^15 g
‣ Majorité du C non disponible
- Bassin de carbone inactif : 99.94 %
- Roches sédimentaires
- C “passif” : transfert lent entre réservoirs
- Bassins de carbone actif : 0.06 %
- C “actif” : transfert rapide entre réservoirs
- 55 000 Gt
- Océans, Combustibles fossiles récupérables,
Sol + matière organique morte, Atmosphère,
Végétation
Flux (échanges entre réservoirs, Gt C / année) terrestre du cycle du C
‣ Combustibles fossiles : 5-6
- Faible comparé aux flux naturels
‣ Photosynthèse : 120
- Décomposition : 60
- Respiration : 60
- Déforestation : 1-2
Flux (Gt C / année) aquatique du cycle du C
‣ Rivières : apports de 0.5 dans l’océan
- MOD, Carbonate/bicarbonate dissous
‣ Océans : 92 entrant, 91 diffus
- Rétention de 1Gt C /année dans l’océan. Dépôt de 0.5 Gt
dans sédiments : puits de C!
Sources et puits globaux de CO2 (Gt C / année)
Flux CO2 Océan à Atmosphère : mécanismes abiotiques
* Eau peut absorber quantité considérables CO2
- Eau peut absorber quantité considérables CO2
- CO 2 + H2O ↔ H2CO3 (acide carbonique)
- H2CO3 ↔ HCO3- ( bicarbonate) + H+
- HCO3- ↔ + H+ + CO3 2- (carbonate)
- Séquences complexe de réactions qui tendent vers équilibre
- Système CO2-H2CO3-HCO3- agit comme solution tampon
- modère changemnt d’acidité mineurs
Comment les océans s’acidifient?
‣ Les océans peuvent absorber 30-40% du CO2 relâché par les humains
- Création de plus d’acide carbonique H2CO3
- Acidifie les océans
- De 1751 à 1994 : pH de 8.25 à 8.14
- Augmentation de [H+] de 30%
Acidification : réduction des [CO32-]
‣ Diminution de pH = débalancement de l’équilibre entre carbonate, bicarbonate et CO2 libre
- Le carbonate de calcium (CaCO3) est formé par la réaction du calcium avec le carbonate
- CO32- + Ca2+ —> CaCO3
- Moins de carbonates : difficulté à former exosquelettes
Réchauffement climatique + acidification des océans = ?
Blanchiment des coraux
- Récifs composés de squelettes morts de carbonate de calcium formé par corail et certaines algues
- Relation symbiotique avec algues
- Sous situation de stress, les coraux peuvent expulser les algues et éventuellement mourir
