Le réchauffement climatique constitue une menace importante pour la société humaine. Des réductions rapides et substantielles des émissions de gaz à effet de serre sont des mesures nécessaires pour atténuer le réchauffement climatique. Cependant, une réduction substantielle des émissions à elle seule pourrait ne pas suffire pour atteindre les objectifs de contrôle de la température de l’Accord de Paris.
L'élimination du dioxyde de carbone (CDR) est une approche cruciale pour potentiellement freiner le réchauffement climatique, dont l'idée centrale est d'augmenter artificiellement les puits de carbone terrestres ou marins et de réduire le CO atmosphérique.2 concentrations, réalisant ainsi un refroidissement global. Cependant, les similitudes et les différences dans les impacts des différentes méthodes CDR sur le cycle du carbone et le système climatique représentent une question ouverte importante qui revêt une valeur de recherche significative.
Actuellement, l’étude de la réponse du système climatique aux méthodes artificielles de CDR repose principalement sur les modèles du système terrestre. Dans cet esprit, des chercheurs du laboratoire de Laoshan et de l’université du Zhejiang ont mené une étude de simulation à l’aide d’un modèle du système terrestre pour analyser de manière comparative les similitudes et les différences dans les impacts de deux méthodes CDR marines – la fertilisation des océans par le fer (OIF) et l’alcalinisation artificielle des océans (AOA) – sur le système climatique et le cycle du carbone. Les résultats ont été récemment publiés dans Lettres scientifiques atmosphériques et océaniques.
L'étude révèle que l'OIF favorise les puits de carbone marins en ajoutant du fer aux régions marines « riches en nutriments et pauvres en chlorophylle » (par exemple l'océan Austral), ce qui améliore la photosynthèse du phytoplancton de surface et augmente ainsi les puits de carbone marins. En revanche, l’AOA améliore l’alcalinité de l’eau de mer en ajoutant des matières alcalines (telles que le calcaire) à l’océan ; grâce à des processus chimiques carbonatés, cette méthode amène l’océan à absorber plus de CO2 de l'atmosphère.
Dans ce travail, selon le scénario RCP8.5, qui représente un taux élevé de CO2 émissions à l'avenir, les chercheurs ont conçu deux séries d'expériences de simulation pour garantir que l'OIF et l'AOA encouragent l'océan mondial à absorber une quantité équivalente de CO atmosphérique.2. Les résultats de la simulation ont montré que pour le même objectif de réduction du carbone, en raison des différences fondamentales dans les mécanismes par lesquels les deux méthodes améliorent les puits de carbone marins, leurs impacts sur le système du cycle du carbone marin différaient également.
L'étude a indiqué que, par rapport au scénario d'émissions élevées RCP8.5, l'OIF pourrait effectivement augmenter la productivité primaire nette du milieu marin tout en améliorant l'absorption du CO atmosphérique.2 par le plancton marin, réduisant ainsi le CO atmosphérique2 concentrations. Cependant, cette méthode exacerbe également l’acidification des profondeurs océaniques, entraînant une diminution de la teneur globale en oxygène marin.
En revanche, l’AOA augmente les puits de carbone marins grâce à des processus chimiques de carbone inorganique. Tout en réduisant le CO atmosphérique2 concentrations et en obtenant un refroidissement global, l'augmentation de l'alcalinité de l'eau de mer augmente la valeur du pH de l'eau de mer, ce qui peut atténuer efficacement l'acidification des couches océaniques de surface et profondes. De plus, son impact sur la teneur mondiale en oxygène marin est relativement mineur.
Cette étude démontre que, même lorsque le même objectif d’augmentation des puits de carbone marins est atteint, différentes méthodes artificielles de CDR exercent des impacts distincts sur les processus physiques et biogéochimiques du système Terre en raison de différences dans leurs mécanismes. Une bonne compréhension des similitudes et des différences dans les impacts des différentes méthodes CDR sur le système climatique et le cycle du carbone est d'une grande importance pour approfondir notre compréhension des avantages et des inconvénients des différentes mesures d'atténuation du changement climatique.
