Ressources · Terminale · Spécialité SVT
Fiche de révision : le cycle du carbone et ses perturbations
Réservoirs, flux et temps de résidence, carbonates et matière organique fossile, cycle long (altération des silicates, enfouissement, dégazage) et ses équations, modélisation des variations du CO₂ à l’échelle géologique, perturbation humaine du cycle du carbone.
Carbone et climat : réservoirs géologiques et cycle long
Fiche méthode
(SVT terminale spécialité · Les climats de la Terre : comprendre le passé pour agir aujourd’hui et demain)
La démarche face à un document sur le cycle du carbone
1. Je repère le réservoir étudié, les flux qui entrent et qui sortent, et leur unité (GtC, Gt de CO₂, ppm, tC/ha/an).
2. Je convertis tout en GtC : ppm × 2,12 ; Gt de CO₂ × 12/44.
3. Je calcule : bilan = entrées − sorties ; τ = stock ÷ flux sortant ; CO₂ piégé d’après l’équation bilan.
4. Je conclus : puits ou source, cycle court ou cycle long, effet sur le CO₂ de l’air.
Cas 1 · Calculer un temps de résidence
Réflexe — réservoir à l’équilibre, stock en GtC, flux en GtC/an : .
Exemple. Sols d’une région tempérée : 300 GtC, apports de litière 12 GtC/an, à l’équilibre.
ans.
Le carbone y séjourne en moyenne 25 ans.
Attention — hors équilibre, le calcul n’est qu’une estimation.
Cas 2 · Calculer le carbone stocké dans une roche
Réflexe — masse molaire → part du carbone → masse de carbone ; × 44/12 pour la masse de CO₂.
Exemple. 1 t de magnésite MgCO₃ (M(Mg) = 24,3 ; M(C) = 12 ; M(O) = 16 g/mol).
M = 24,3 + 12 + 3 × 16 = 84,3 g/mol ; kg de carbone.
Soit 522 kg de CO₂.
Attention — un carbonate produit par des êtres vivants reste du carbone minéral.
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Cas 3 · Écrire le bilan d’une altération
Réflexe — j’additionne altération et précipitation, je retire ce qui est des deux côtés, je compte les CO₂ restants.
Exemple. Diopside : CaMgSi₂O₆ + 4 CO₂ + 2 H₂O → Ca²⁺ + Mg²⁺ + 4 HCO₃⁻ + 2 SiO₂ ; puis Ca²⁺ + Mg²⁺ + 4 HCO₃⁻ → CaMg(CO₃)₂ + 2 CO₂ + 2 H₂O.
Ions et eau s’annulent ; 4 CO₂ à gauche, 2 à droite.
Bilan : CaMgSi₂O₆ + 2 CO₂ → CaMg(CO₃)₂ + 2 SiO₂ : 2 CO₂ piégés par mole.
Attention — l’altération d’un calcaire a un bilan nul.
Cas 4 · Prévoir l’effet d’un déséquilibre
Réflexe — variation = sources − puits, × durée ; positive → le CO₂ monte, négative → il baisse.
Exemple. Dégazage 0,12 GtC/an, piégeage 0,09 GtC/an, pendant 50 000 ans.
(0,12 − 0,09) × 50 000 = 0,03 × 50 000 = 1 500 GtC gagnés par le cycle court.
Le CO₂ monte, le climat se réchauffe, l’altération s’accélère : rétroaction négative.
Attention — un climat froid ralentit l’altération : le CO₂ remonte.
Cas 5 · Établir le bilan d’une année d’émissions
Réflexe — tout en GtC ; fraction = hausse de l’atmosphère ÷ émissions ; puits = émissions − hausse.
Exemple. Émissions : 40,0 Gt de CO₂ ; hausse de la teneur de l’air : 2,9 ppm.
40,0 × 12/44 ≈ 10,9 GtC ; 2,9 × 2,12 ≈ 6,1 GtC ; 6,1 ÷ 10,9 ≈ 0,56.
56 % restent dans l’air ; les puits prennent ≈ 4,8 GtC.
Attention — ne jamais diviser des GtC par des Gt de CO₂.
Les pièges à éviter
- Mélanger GtC et Gt de CO₂ : la même masse est 3,67 fois plus grande en Gt de CO₂.
- Croire qu’un flux énorme fait varier un stock : seul l’écart entre entrées et sorties compte.
- Appeler « puits » une forêt ancienne à l’équilibre : un puits est un réservoir qui grossit, comme une plantation qui croît.
- Compter l’altération des calcaires comme un puits : la reprécipitation rend le CO₂, bilan nul.
- Lire une baisse estivale de la courbe de Keeling comme une tendance : comparer le même mois d’une année à l’autre.
- Confondre temps de résidence (quelques années) et durée de l’excès de CO₂ (siècles à centaines de milliers d’années).
- Dire que le carbone de la craie est organique parce qu’elle vient d’êtres vivants : il est minéral.
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