in

Crise écologique : le dioxygène pourrait-il venir à manquer ?

Crédits : Pixnio.

La crise écologique présente de multiples facettes telles que l’altération toujours plus profonde des grandes forêts tropicales et des océans. Or, avec la dégradation de ces deux systèmes souvent qualifiés de poumons de la planète, l’approvisionnement de l’atmosphère en dioxygène ne serait-il pas menacé ? Pourrons-nous toujours jouir d’un important stock d’O2 atmosphérique comme c’est le cas actuellement ?

En brûlant des combustibles fossiles, les activités humaines rejettent de grandes quantités de dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère. Au cours de la réaction, du dioxygène (O2) disparaît par oxydation. Il s’agit d’une transformation irréversible aux échelles de temps qui nous intéressent ici. Ainsi, parallèlement à l’augmentation du contenu en CO2 atmosphérique, on observe une diminution de la concentration en O2.

D’un autre côté, les évolutions climatiques et le défrichage massif dégradent fortement les forêts tropicales. On pense notamment à l’Amazonie qui est récemment devenue une source nette de CO2 pour l’atmosphère. Elle consomme donc plus d’O2 qu’elle n’en produit. Par ailleurs, l’océan connaît une extension rapide des zones déficitaires en oxygène dissous. Ces dernières, aussi appelées zones mortes, ont progressé de 3 % à 8 % au cours des dernières décennies en raison du réchauffement planétaire.

Le cycle du carbone et du dioxygène : plus subtil qu’on ne croît

Une question se pose alors. Puisque l’océan et la végétation terrestre sont responsables à environ 50 % chacun de l’O2 actuellement produit sur Terre, la dégradation de ces deux poumons risque-t-elle de conduire à une baisse suffisamment importante du dioxygène atmosphérique pour que celle-ci devienne une menace pour l’humanité ?

feu californie
Un feu de forêt en Californie. Crédits : Skeeze/Pixabay

Pour répondre à cette interrogation, il faut d’abord déconstruire un mythe très répandu. Bien que la photosynthèse océanique et continentale absorbe du CO2 et libère de l’O2, la respiration et la dégradation de la matière organique qui les accompagnent utilisent de l’O2 et rejettent du CO2. On constate alors un circuit fermé : l’océan et la végétation consomment à peu près l’équivalent de leur production en dioxygène. Le bilan est donc proche de zéro et ces flux n’alimentent pas le stock atmosphérique.

En résumé, l’océan est responsable de 50 % du dioxygène actuellement produit sur Terre, mais également de 50 % du dioxygène consommé ! Il en va de même pour la végétation terrestre. Se pose donc toujours la question de savoir d’où vient l’O2 que nous respirons ?

Le rôle-clé du processus de fossilisation de la matière organique

En fait, celui-ci trouve son origine dans la petite fraction de matière organique (végétale ou animale) qui échappe à la décomposition et subit un processus de fossilisation. Chaque fois que 12 g de matière organique se fossilisent, par exemple suite à un enfouissement dans les sédiments marins, les 32 g d’O2 produits lors de la photosynthèse ne sont pas réoxydés. Ce flux alimente le stock atmosphérique à un rythme estimé à quelques centièmes de pétamoles par an.

dioxygène
Évolution de la concentration atmosphérique en O2 ces prochains 100 000 ans selon deux scénarios d’émissions. En bleu, un scénario optimiste, en rouge, un scénario pessimiste. Notez que peu importe la période et le scénario considérés, la concentration reste très proche de 21 %. Crédits : Gary Shaffer & coll. 2009.

Ainsi que l’expliquent un groupe de chercheurs spécialisés en océanographie et en cycles biogéochimiques à The Conversation : « L’oxygène que nous respirons actuellement provient de la lente accumulation d’O2 dans l’atmosphère assurée par l’enfouissement de la matière organique sur des échelles de temps très longues, des centaines de millions d’années, et non de la production contemporaine par la biosphère terrestre ou océanique ».

Quant à la baisse observée, liée à l’utilisation des énergies fossiles, elle est négligeable par rapport à l’importance du stock atmosphérique en dioxygène (de l’ordre de 21 %). Les modèles montrent en fait qu’au cours des 100 000 prochaines années, ce stock devrait très peu évoluer (voir la figure ci-dessus).

En conclusion, s’il y a de nombreuses raisons de s’inquiéter des évolutions environnementales en cours, le dioxygène atmosphérique n’en fait pas partie. Ceux qui redoutent un avenir marqué par le manque d’O2 peuvent ainsi dormir sur leurs deux oreilles. Toutefois, nous avons vu que le dioxygène océanique (dont le stock est cent fois plus petit) est quant à lui sujet à une baisse dont on sait qu’elle amène des conséquences fortes et délétères sur la vie marine et les secteurs socio-économiques qui en dépendent.