Le rôle du carbone dans la vie terrestre
Le carbone constitue aujourd’hui un élément déterminant de la vie sur Terre, car les formes et les quantités sous lesquelles il est présent apparaissent comme essentielles au bon fonctionnement des écosystèmes, du climat, mais aussi des processus géologiques. Un fait majeur annoncé en 2024 a permis de mieux comprendre un aspect moins connu du cycle du carbone marin, la part qu’il joue dans le recyclage des carbonates au sein du manteau terrestre : il montre, sur de très longues périodes, comment les sédiments marins riches en carbone sont entraînés vers les profondeurs du globe où ils impriment des corrections climatiques sur plusieurs millions d’années, à la suite des opérations de leur transformation.Cette nouvelle perspective pourrait également être mise à profit pour réguler le dioxyde de carbone (CO₂) de l’atmosphère, favorisant ainsi des conditions durables à la vie. Pourquoi la découverte est-elle capitale ? Ce texte propose de détailler ce cycle et ses conséquences.
1-Une plongée dans le cycle du carbone marin
Le cycle du carbone marin trouve sa genèse dans les océans, où le CO₂ de l’atmosphère est absorbé par l’eau puis est converti en composés organiques par le phytoplancton par le biais du mécanisme de photosynthèse. Quand ces organismes meurent, ils s’accumulent en sédiments carbonatés au fond des océans. Représentant une zone de stockage massive du carbone sous forme de carbonate de calcium dans les sédiments sous-marins, on croyait que jusqu’à récemment, la plus grande partie de ce carbone restait piégée dans les fonds océaniques. Néanmoins, une étude parue dans Nature Geoscience en 2024, quant à elle, montre que cette fraction de carbonates est déstabilisée et entraîne la libération de carbone dans le manteau par le biais de la subduction.
2-La subduction : un voyage vers le manteau
La subduction se produit lorsque les plaques tectoniques océaniques s’enfoncent sous les plaques continentales, emportant avec elles les sédiments marins. Les chercheurs ont découvert que, dans certaines zones de subduction, comme la fosse des Mariannes, jusqu’à 50 % du carbone marin peut être transporté à des profondeurs de 100 à 300 kilomètres dans le manteau.Ce mécanisme, s’exerçant sur des échelles de temps géologiques (des millions d’années), pourrait piéger le carbone sous forme de structures minérales stables telles que les diamants ou les roches mantelliques. Cela pose la question de l’idée que le carbone marin resterait surtout en surface.
3-Un impact sur le climat à long terme
Au centre du manteau terrestre, le recyclage du carbone des océans est central dans la régulation du climat, le dioxyde de carbone étant un des principaux gaz à effets de serre et stocké dans le manteau pour éviter son accumulation dans l’atmosphère. D’après les auteurs de cette recherche, ce système a stabilisé le climat terrestre depuis plusieurs milliards d’années, permettant ainsi l’émergence et la continuité d’un certain type de vie. En effet, s’il n’avait pas été en place, des quantités importantes de dioxyde de carbone auraient pu provoquer un effet de serre à embrasement irréversible et rendre le maintien d’une vie sur notre planète impossible. Les résultats de cette enquête établissent également des liaisons entre le fonctionnement des processus géologiques en profondeur et celui du climat de surface.
4-Comment les scientifiques ont fait cette découverte
L’analyse combine des analyses géochimiques, des modélisations informatiques et des observations de terrain. La recherche permet d’élucider la formation d’une partie de la croûte continentale à partir de roches volcaniques anciennes observées dans des zones de subduction, comme celles des îles Mariannes, dans lesquelles des isotopes de carbone associées au milieu marin sont identifiés. Ces isotopes, distincts du carbone mantellique, prouvent que le carbone océanique est transporté en profondeur. De plus, des simulations avancées ont montré que ce carbone peut être stocké sous forme de carbonate ou libéré sous forme de CO₂ lors d’éruptions volcaniques, bouclant ainsi le cycle.
5-Le rôle des volcans dans le cycle du carbone
6-Vers une terre durable
La révélation du cycle du carbone marin, dans le manteau terrestre, ouvre de nouvelles voies, pour la géoscience et la prévention du changement climatique ; savoir ce qui a permis à la Terre de maintenir, durant des millions d’années, une température ambiante acceptable, aide le scientifique à mieux appréhender les effets engendrés par les atteintes à son fonctionnement en des temps récents, tels que la combustion des hydrocarbures ; cela fournit au moins un repère pour établir un protocole, concernant l’emploi des nouvelles techniques de stockage souterrain du carbone, ainsi que des minéraux, pour piéger le CO₂ ; cela suggère aussi que la Terre est un ensemble entier, où collaborent, en vue de la vie, les océans, le manteau, l’atmosphère.
