L'Accord de Paris engage les nations à limiter le réchauffement climatique à moins de 2 °C d'ici la fin du siècle. Cependant, il devient de plus en plus évident que, relever un défi d'une telle ampleur, les sociétés devront faire plus que simplement réduire et limiter les émissions de carbone. Il semble probable que l'élimination à grande échelle des gaz à effet de serre de l'atmosphère soit nécessaire :ce qu'on appelle les « émissions négatives ».

Une possibilité consiste à utiliser les déchets de l'exploitation minière pour piéger le CO₂ dans de nouveaux minéraux, le verrouiller hors de l'atmosphère. L'idée est d'exploiter et d'accélérer les mêmes processus géologiques qui ont régulé le climat et l'environnement de surface de la Terre au cours des 4,5 milliards d'années de son existence.

À travers le monde, les exploitations minières à ciel ouvert et en profondeur ont laissé d'énormes tas de gravats sans valeur - les « morts-terrains » de roche ou de sol qui se trouvaient autrefois au-dessus du charbon ou du minerai de métal utile. Souvent, ces gravats sont stockés dans des décharges à côté de minuscules fragments de déchets miniers – les « résidus » ou « fines » laissés après le traitement du minerai. Les déchets à grains fins sont particulièrement réactifs, chimiquement, car plus de surface est exposée.

Beaucoup d'énergie est dépensée pour extraire et broyer tous ces déchets. Cependant, casser les roches en petits morceaux expose plus de surfaces fraîches, qui peut réagir avec le CO₂. Dans ce sens, l'énergie utilisée dans l'exploitation minière pourrait elle-même être récupérée et utilisée pour réduire le carbone atmosphérique.

C'est l'un des quatre thèmes d'un nouveau programme de recherche de 8,6 millions de livres sterling lancé par le Natural Environment Research Council du Royaume-Uni, qui étudiera de nouvelles façons d'inverser les émissions et d'éliminer les gaz à effet de serre de l'atmosphère.

Le processus que nous voulons accélérer est le "cycle carbonate-silicate", également connu sous le nom de cycle lent du carbone. Roches silicatées naturelles comme le granit et le basalte, commun à la surface de la Terre, jouent un rôle clé dans la régulation du carbone dans l'atmosphère et les océans en éliminant le CO₂ de l'atmosphère et en le transformant en roches carbonatées comme la craie et le calcaire.

Le CO₂ atmosphérique et l'eau peuvent réagir avec les roches silicatées pour dissoudre les éléments qu'elles contiennent comme le calcium et le magnésium dans l'eau, qui absorbe également le CO₂ sous forme de bicarbonate. Cette solution faible est l'eau de rivière naturelle qui se jette dans les océans, qui contiennent plus de 60 fois plus de carbone que l'atmosphère. C'est ici, dans les océans, que le calcium et le bicarbonate peuvent se recombiner, sur des millions d'années, et cristalliser sous forme de calcite ou de craie, souvent à l'instigation d'organismes marins lorsqu'ils construisent leurs coquilles.

Aujourd'hui, les rivières rejettent chaque année des centaines de millions de tonnes de carbone dans les océans, mais c'est encore environ 30 fois moins que le taux d'émission de carbone dans l'atmosphère dû à la combustion de combustibles fossiles. Étant donné les immenses échelles de temps géologiques, ces processus ramèneraient le CO₂ atmosphérique à son état d'équilibre normal. Mais nous n'avons pas le temps :le sursaut d'émissions de CO₂ dû à l'industrialisation déséquilibre facilement les meilleurs efforts de la nature.

Le processus naturel prend des millions d'années – mais pouvons-nous le faire en des décennies ? Les scientifiques qui étudient la dissolution accélérée des déchets miniers tenteront de répondre à un certain nombre de questions urgentes. Le groupe de Cambridge que je dirige étudiera si nous pouvons accélérer le processus de dissolution des minéraux de silicate provenant des déchets miniers préexistants dans l'eau. Nous pourrions même être en mesure d'exploiter des microbes amicaux pour améliorer les taux de réaction.

Une autre partie du même projet, menée par des collègues à Oxford, Southampton et Cardiff, étudiera comment le calcium et le magnésium libérés par les déchets de la mine de silicate peuvent réagir en minéraux comme la calcite, pour verrouiller le CO₂ dans les minéraux solides dans l'avenir géologique.

Si cela peut être fait efficacement sans nécessiter davantage d'énergie fossile, et à une échelle viable et efficace, ça reste à voir. Mais l'accélération des taux de réaction dans les déchets miniers devrait nous aider à progresser au moins dans une certaine mesure vers la réalisation de nos objectifs climatiques.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.