Écologie et impacts de l'Homme sur le cycle du carbone

Flashcards complètes sur les concepts fondamentaux de l'écologie, les grands réservoirs terrestres et les perturbations anthropiques du cycle du carbone.

Qu'est-ce que l'écologie selon le cours ?

C'est l'étude des rapports existant entre les êtres vivants et leur milieu de vie.

Comment se définit un écosystème ?

C'est l'ensemble formé par une communauté d'êtres vivants (la biocénose) en interrelation avec son environnement physico-chimique (le biotope).

Quelle est la différence fondamentale entre la biocénose et le biotope ?

La biocénose représente l'ensemble des organismes vivants d'un écosystème, tandis que le biotope correspond à leur environnement physico-chimique (incluant température, luminosité, pression, pH, etc.).

Que sont les facteurs abiotiques et biotiques au sein d'un écosystème ?

Les facteurs abiotiques sont l'action du non-vivant sur le vivant (conditions physiques et chimiques du biotope comme la salinité ou le sol), tandis que les facteurs biotiques représentent l'action du vivant sur le vivant résultant de leurs interactions.

Quelle est la différence entre les relations intraspécifiques et les relations interspécifiques ?

Les relations intraspécifiques s'exercent au sein d'une même espèce (compétition, coopération), tandis que les relations interspécifiques ont lieu entre espèces différentes (prédation, compétition, symbiose).

Quels sont les quatre grands réservoirs de matière de la planète ?

La lithosphère (enveloppe rigide de la surface terrestre), l'atmosphère (enveloppe gazeuse), l'hydrosphère (ensemble des eaux de la planète) et la biosphère (ensemble des êtres vivants).

Quelles sont les altitudes respectives des deux couches atmosphériques les plus basses étudiées dans ce cours ?

La troposphère s'étend d'environ $0$ à $10\,\text{km}$ d'altitude, et la stratosphère d'environ $10$ à $50\,\text{km}$ d'altitude.

Qu'est-ce qu'un cycle biogéochimique ?

C'est la circulation des éléments ou des composés chimiques entre les grands réservoirs naturels de la planète.

Quelle est la différence entre un élément à cycle gazeux et un élément à cycle sédimentaire ?

Les éléments à cycle gazeux ont pour réservoir principal l'atmosphère (ex. $CO_2$, $O_2$, $N_2$), tandis que les réserves des éléments à cycle sédimentaire se situent plutôt dans les minéraux et les roches.

Quelle conséquence directe découle du fait que notre empreinte écologique excède la biocapacité mondiale ?

Cela engendre une dette écologique croissante due à la surexploitation des ressources naturelles.

Quels mécanismes biologiques et géochimiques interviennent dans le cycle naturel du carbone ?

Les mécanismes biologiques comprennent la photosynthèse, la respiration et la fermentation ; les mécanismes géochimiques comprennent les échanges atmosphère-hydrosphère, la fossilisation de la biomasse en roches carbonées et la libération de $CO_2$ stocké dans la lithosphère.

Sous quelles formes le dioxyde de carbone dissous dans l'hydrosphère intervient-il dans la formation des roches carbonatées ?

Le $CO_2$ dissous donne des ions hydrogénocarbonate ($HCO_3^-$) et carbonate ($CO_3^{2-}$), ces derniers s'associant à des ions calcium ($Ca^{2+}$) pour former des roches comme le carbonate de calcium ($CaCO_3$).

Quels sont les trois mécanismes anthropiques responsables du déséquilibre actuel du cycle du carbone ?

1. La consommation de carburants fossiles (principale cause). 2. La déforestation liée au développement démographique et économique (notamment les brûlis). 3. L'absence de régénération des forêts détruites, supprimant des puits de carbone.

Quelle surface les brûlis de forêts représentent-ils par an en zone tropicale ?

Ils représentent $15\text{ millions d'hectares par an}$.

Pourquoi qualifie-t-on les forêts en croissance de « puits de carbone » ?

Parce qu'elles stockent du carbone dans le bois qu'elles produisent en se développant, le soustrayant ainsi durablement de l'atmosphère.

Selon les données de 2016 du Global Carbon Project, quels sont les flux annuels d'émission et de fixation de $CO_2$ ?

Rejets : consommation de combustibles = $36{,}3\,\text{Gt}\cdot\text{an}^{-1}$, brûlis = $4{,}8\,\text{Gt}\cdot\text{an}^{-1}$. Fixation : photosynthèse = $10{,}4\,\text{Gt}\cdot\text{an}^{-1}$, océans = $8{,}3\,\text{Gt}\cdot\text{an}^{-1}$.

À combien s'élève l'excédent atmosphérique annuel de $CO_2$ en 2016 et quelle est l'équivalence d'une gigatonne ($\text{Gt}$) ?

L'excédent atmosphérique est de $22{,}4\,\text{Gt}\cdot\text{an}^{-1}$, avec $1\,\text{Gt} = 10^9\,\text{tonnes}$.