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Le cycle du carbone

Le cycle du carbone

Lors de la photosynthèse, le carbone est fixé dans la matière organique, alors que lors de la respiration il est relâché dans l'atmosphère.

Géographie

Mots clés

charbon, cycle, dioxyde de carbone, fixation de carbone, émissions de carbone, photosynthèse, production d'énergie, décomposition, respiration, érosion, combustion, composés de carbone, sédiments riches en carbone, hydrocarbure, animal, plante, sol, méthane, carbonates, hydrogénocarbonates, volcan, organisme vivant, biologie, géographie

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Scènes

Cycle du carbone

  • émission
  • fixation
  • stockage

Définitions des termes :

Carbone : c'est un élément chimique dont le symbole est C et le nombre atomique est 6. Le carbone est connu et utilisé depuis l'antiquité. Dans la nature, il se retrouve à la fois dans sa forme élémentaire et chimiquement liée.
La plupart du carbone se rencontre sous forme chimique comme minéral carboné (par ex. calcaire, magnésite, dolomite). Dans l'eau, il est présent sous forme dissoute de bicarbonate ou de carbonate. Le carbone naturel est principalement organique.
Le charbon n'est pas un carbone élémentaire mais un mélange divers de composés carboniques. Le pétrole brut et le gaz naturel sont principalement composés de divers composés d'hydrocarbures. Un diamant est un carbone arrangé en structure cristalline, retrouvé dans les roches volcaniques. Le dioxyde de carbone est présent dans l'atmosphère en grandes quantités. Le carbone est aussi un composant de la matière organique des organismes vivants.

Photosynthèse : c'est le processus de vie des plantes, des algues et de certaines bactéries qui convertissent de la matière inorganique en matière organique grâce à l'énergie lumineuse du Soleil.

Autotrophes : ce sont des organismes qui produisent des composés organiques à partir de matière inorganique (dioxyde de carbone, eau, ions). Les plantes font parties des autotrophes, elles utilisent le dioxyde de carbone atmosphérique lors de la photosynthèse.

Hétérotrophes : ce sont des organismes vivants qui obtiennent de la matière organique afin de produire leur propre matière organique. Les hétérotrophes comportent le règne animal et le règne des champignons.

Effet de serre : c'est la rétention de la chaleur de l'atmosphère. La radiation solaire rayonne à nouveau depuis la surface vers l'atmosphère. Une partie de l'énergie réémise ne peut pas s'échapper de l'atmosphère parce qu'un «mur», les gaz à effet de serre, ne la laissent pas s'échapper.
Cette portion d'énergie est donc réémise vers la surface. Sans ce phénomène, la température moyenne de la Terre serait d'environ 40 degrés inférieure. A cause des activités humaines, la quantité de dioxyde de carbone de l'atmosphère augmente, ce qui contribues aux émissions de gaz à effet de serre et cause le réchauffement climatique.

Animation

  • photosynthèse - C'est le processus de vie des plantes, des algues et de certaines bactéries qui convertissent de la matière inorganique en matière organique grâce à l'énergie lumineuse du Soleil.
  • plantes cultivées
  • végétation naturelle
  • végétation aquatique
  • rayons du soleil
  • roches carbonates (calcaire, dolomite)
  • sol (débris, matière organique décomposée)
  • sédiments carbonatés
  • eau (carbonates dissouts et hydrocarbures)
  • atmosphère (dioxyde de carbone, méthane)
  • charbon
  • hydrocarbure
  • organismes vivants
  • respiration
  • érosion
  • combustion
  • éruption volcanique
  • rejets industriels
  • émissions du trafic
  • émissions de l'agriculture
  • combustion
  • photosynthèse
  • émission de CO₂
  • ingestion
  • décomposition
  • quelques jours - des dizaines de milliers d'années
  • activité volcanique
  • pluie acide
  • ruissellement
  • formation de charbon et d'hydrocarbures
  • décomposition des coraux et du plancton
  • décomposition
  • roches carbonates
  • magmatisme
  • émission de CO₂
  • tectonique des plaques
  • millions d'années
  • émissions du trafic
  • émissions industrielles
  • combustion du charbon et des hydrocarbures
  • érosion du sol
  • photosynthèse
  • émissions de l'agriculture
  • déforestation
  • émission
  • fixation
  • stockage

Cycle rapide du carbone

  • combustion
  • photosynthèse
  • émission de CO₂
  • ingestion
  • décomposition
  • quelques jours - des dizaines de milliers d'années

Cycle lent du carbone

  • activité volcanique
  • pluie acide
  • ruissellement
  • formation de charbon et d'hydrocarbures
  • décomposition des coraux et du plancton
  • décomposition
  • roches carbonates
  • magmatisme
  • émission de CO₂
  • tectonique des plaques
  • millions d'années

Intervention humaine

  • émissions du trafic
  • émissions industrielles
  • combustion du charbon et des hydrocarbures
  • érosion du sol
  • photosynthèse
  • émissions de l'agriculture
  • déforestation

Narration

La quantité d'éléments chimiques est relativement constante sur Terre, mais leur distribution et leur déplacement change à la fois sur le court et sur le long terme, comme résultat de processus naturels et des activités humaines. Dans la nature, les substances font partie d'un cycle constant, elles subissent différentes modifications et prennent différentes formes.

Le carbone est un des éléments les plus abondants sur Terre, c'est un composant de l'atmosphère, des roches et des êtres vivants. Le cycle du carbone est un processus complexe, car le carbone est présent dans tous les organismes vivants.

Le carbone est également présent dans une grande partie de l'environnement non-vivant, comme dans les roches carbonées, les combustibles fossiles, l'atmosphère, la matière organique en décomposition et dans l'hydrosphère.

Le dioxyde de carbone contenu dans l'air fournit du carbone aux organismes. Les autotrophes, les organismes qui peuvent utiliser le carbone atmosphérique, peuvent fixer le carbone en se servant de l'énergie de la lumière solaire et le convertir en substances organiques. Ce processus s'appelle photosynthèse.

Les substances présentes dans le cycle du carbone peuvent quitter le cycle pour des périodes plus ou moins longues. La matière des plantes et des animaux morts est décomposée par des organismes dont c'est le rôle. La plupart du contenu en carbone est relâché dans l'atmosphère comme dioxyde de carbone, pendant qu'une autre partie est transformée en composés carbonés et dissous dans l'eau de mer.

Dans le sol, les organismes dont le rôle est la décomposition détruisent la matière organique et les composants de l'humus sont produits et s'accumulent de la sorte. Les matières organiques peuvent se transformer en charbon et en hydrocarbures si leur décomposition est empêchée durant une période temporelle mesurable sur une échelle géologique.

Les organismes vivants convertissent une partie de leurs composants en dioxyde de carbone, qu'ils libèrent ensuite dans l'air. C'est le processus de la respiration. Le carbone qui retrouve l'air devient donc à nouveau une source pour les plantes.

D'autres facteurs, comme l'activité volcanique, la combustion, la décomposition des plantes mortes et l'érosion des roches jouent également un rôle dans le cycle du carbone.

Les activités humaines jouent également un rôle dans le cycle du carbone. Ainsi, la quantité de dioxyde de carbone produite par la combustion du bois, du charbon et du pétrole et par le secteur automobile et industriel est considérable. Ces activités ont un effet sur l'équilibre des écosystèmes de la Terre, car une augmentation de la concentration en dioxyde de carbone contribue aux émissions de gaz à effet de serre et cause le réchauffement climatique.

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