Séquestration du CO2 par altération chimique des roches dans un contexte de changement climatique à l’échelle globale

Les différents scénarios de changement climatique montrent des augmentations de la température de l'air et des changements importants dans le cycle hydrologique. Pourtant, les effets de ces changements sur l'altération chimique et la dynamique de séquestration du CO₂ associée et l'exportation de CID par les fleuves vers les océans ont été peu investigués et restent aujourd’hui mal connus. Ainsi les effets de la température peuvent être contradictoires. Ils peuvent provoquer d’une part une augmentation de l'activité microbienne des sols, impliquant une augmentation de la production de CO₂, moteur de l’altération par la respiration dans les sols, et d’autre part, une diminution de la dissolution du CO₂ dans l'eau et de la dissolution des carbonates. L'hydrologie reste le principal facteur de contrôle du transport de CID à l’échelle globale.

Comment évoluera la consommation annuelle de CO₂ par altération sous l’effet du changement climatique ? Où et quand ces changements de consommation de CO₂ par altération seront-ils les plus visibles à l’échelle globale ? Ces questions scientifiques sont abordées dans une étude publiée dans la revue Nature Scientific Reports.

Dans cette étude, une cascade de modèles (VIC, ICWR, MEGA, voir plus bas) a été appliquée à 300 grands bassins fluviaux (BV) du monde, couvrant environ 70 % de la superficie totale des continents. Cette modélisation a permis une évaluation spatiale et temporelle de la séquestration du CO₂ par altération chimique des BV selon deux scénarios de changement climatique (RCP 2.6 et RCP 8.5). La dynamique historique (1969-1999) et future (2071-2100) des flux de cations et d’anions libérés dans les eaux de surface par l'altération chimique des roches et de la séquestration de CO₂ associée a été modélisée en couplant le modèle hydrologique VIC avec le modèle géochimique ICWR. Les résultats obtenus pour ces différents scénarios climatiques ont ensuite été utilisés comme entrée dans le modèle géochimique MEGA pour estimer la consommation de CO₂.

Ainsi, les chercheurs montrent dans cette étude que l’altération chimique présente une augmentation générale de la quantité annuelle de CO₂ consommée, passant de 0,247 ± 0,045 Pg C·y^-1 à 0,261 et 0,273 ± 0,054 Pg C·y^-1, respectivement pour les scénarios RCP 2.6 et RCP 8.5. Malgré une augmentation générale de la séquestration mondiale quotidienne, les deux scénarios climatiques montrent une diminution entre juin et août. Ces projections de changements de CO₂ ont été évaluées par rapport aux changements hydrologiques, et cartographiées à l’échelle globale, permettant de mettre en évidence les hot spots et les hot moments aux échelles annuelle et saisonnière.