Dans le cadre du cycle du carbone, le dioxyde de carbone est constamment éliminé de l'atmosphère. Si ce n'était pas le cas, la planète chaufferait et serait similaire à Vénus. Les mécanismes prélevant le carbone hors de l'atmosphère sont appelés "puits de carbone". Les forêts de la planète constituent un énorme puits de carbone. La déforestation réduit la taille de ce puits, en laissant davantage de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. D'un autre côté, de nouvelles avancées technologiques permettent à l'homme de construire un nouveau type de puits de carbone grâce à la capture et au stockage du carbone. Observons de plus près les puits de carbone et leur fonctionnement. La photosynthèse élimine le carbone de l'atmosphère. Il s'agit du processus qui permet aux plantes de vivre et de pousser. La photosynthèse se produit dans les feuilles des plantes et dans les cellules d'organismes microscopiques qui vivent sur terre ou à la proximité de la surface des mers et océans. Ce processus utilise l'énergie des rayons du soleil (lumière du soleil) pour convertir le dioxyde de carbone et l'eau en sucres à base de carbone tels que le glucose. Dioxyde de carbone (CO2) + eau (H2O) + glucose énergétique (C6H12O6) + oxygène (O2) Les sucres sont ensuite convertis en d'autres molécules telles que l'amidon, les graisses, les protéines, les enzymes et toutes les autres molécules présentes dans les plantes vivantes. La photosynthèse libère également dans l'atmosphère l'oxygène dont les plantes et les animaux ont besoin pour respirer. La photosynthèse est responsable d'environ la moitié du carbone extrait à partir de l'atmosphère. Les plantes terrestres puisent principalement le dioxyde de carbone dans l'air qui les entoure. La photosynthèse des plantes aquatiques dans les lacs, mers et océans utilise le dioxyde de carbone dissout dans l'eau. Le graphique ci-dessous illustre comment la photosynthèse affecte les niveaux de CO2 dans l'atmosphère. 
Il a été établi à partir de relevés effectués à l'observatoire de Mona Loa à Hawaii. On voit que les niveaux de CO2 augmentent régulièrement de 1958 à 1996. Mais à quoi sont dues les variations ? Les hausses se produisent pendant l'automne et l'hiver de l'hémisphère Nord, avec des pics juste avant le printemps. Les concentrations de CO2 diminuent pendant le printemps et l'été. La raison en est que les plantes poussent et absorbent plus de CO2 qu'elles n'en libèrent pendant la saison de croissance. Les feuilles caduques des arbres poussent, et les plantes saisonnières comme les herbes sortent de terre. En automne et en hiver, les herbes meurent et les arbres entrent en sommeil et ne constituent plus un puits de CO2. Les plantes tropicales absorbent le CO2 tout au long de l'année. Dans l'hémisphère Sud, les saisons sont inversées. Mais puisque l'hémisphère Nord comporte une proportion supérieure de masse terrestre, les plantes constituent un puits de CO2 supérieur au printemps et en été qu'en automne et en hiver. Le dioxyde de carbone est le gaz généralement utilisé pour produire les bulles des sodas. Il est davantage soluble à des pressions élevées et des températures basses. C'est pourquoi le soda est généralement servi froid dans des canettes ou des bouteilles. Une partie du CO2 ne se dissout pas lorsque la canette ou la bouteille reste ouverte à température ambiante. C'est aussi la raison pour laquelle les océans froids absorbent davantage de CO2 que les eaux plus chaudes. Il existe un échange permanent de molécules de dioxyde de carbone entre l'atmosphère et l'eau au cours d'un processus appelé "diffusion". La diffusion du dioxyde de carbone dans les océans représente quasiment la moitié du carbone extrait à partir de l'atmosphère. De nombreuses formes de vie marine extraient du carbone et de l'oxygène à partir de l'eau de mer et les combinent avec du calcium pour produire du carbonate de calcium (CaCO3). Celui-ci est utilisé pour la production de coquillages et autres parties dures de différents organismes tels que les coraux, les palourdes, les huîtres et certains animaux ou plantes microscopiques. Lorsque ces organismes meurent, leur coquilles et leur corps s'enfoncent au fond de l'océan. Sur des périodes très longues, une quantité innombrable d'organismes morts peut tapisser le plancher océanique de couches épaisses de dépôts riches en carbonate. Sur une période de plusieurs millions d'années, ces dépôts sont enterrés par le carbonate et/ou le sable ou la boue, en générant de la chaleur et de la pression qui les transforment selon un processus chimique et physique en roches sédimentaires telles que le calcaire, le marbre et la craie. Il arrive que ces roches se soulèvent pour devenir des terres émergées, sous l'action de la tectonique des plaques, c'est-à-dire, le mouvement des continents et des océans autour du globe. 
Photographie d'une couche fine de calcaire en Irak, prise au microscope. L'échantillon mesure environ 2 mm de largeur. Il montre les squelettes en calcite fossilisés de plusieurs organismes microscopiques.
Issu du Glossaire des champs pétroliers Schlumberger.
Photo : courtoisie de T.N. Diggs | Lorsque les conditions correctes de température et de concentration de CO2 sont réunies, il arrive que le carbonate de calcium se précipite directement hors de l'océan, sans l'intervention d'organismes marins. Les roches sédimentaires de la Terre contiennent environ 2 000 fois plus de carbone que l'ensemble de l'eau, des plantes et des animaux peuplant les océans aujourd'hui. Les organismes marins continuent aujourd'hui à produire des squelettes et des coquilles qui deviendront de la roche d'ici quelques millions d'années. Une partie du carbone est fixée dans les roches par le biais de processus organiques qui se produisent sur terre et sous la mer. Ce processus crée des combustibles fossiles tels que la tourbe et le charbon (plantes mortes enterrées) ou le pétrole et le gaz (dérivés principalement de micro-organismes morts et enterrés). Il représente uniquement une proportion minuscule du carbone sur terre : 20 000 fois moins que dans les roches sédimentaires. Une partie du carbone est balayée par l'eau qui l'entraîne vers les océans. Les gouttes de pluie absorbent le CO2 dans l'atmosphère, en créant de l'acide carbonique très dilué. Lorsque ces pluies légèrement acides entrent en contact avec des roches sédimentaires telles que le calcaire ou la craie, elles dissolvent une partie de la roche, qui est ensuite entraînée vers l'océan par les cours d'eau et les rivières. Ce processus est à l'origine des grottes souterraines que l'on trouve souvent dans les sols calcaires. La solution de carbonate obtenue par mélange avec de l'eau de pluie contribue également à l'érosion des bâtiments et des statues en calcaire ou en marbre. Les cours d'eau et les rivières véhiculent également dans la mer des particules de carbone organique provenant des plantes et animaux terrestres morts. De nombreuses sources contribuent à l'accumulation de CO2 dans l'atmosphère. En savoir plus… | 
Activités
Centre scientifique
Écoles
Membres du SEED
