Les nations du monde sont loin d'atteindre les objectifs mondiaux de l'Accord de Paris sur le changement climatique de maintenir l'augmentation de la température mondiale à 2 degrés Celsius par rapport aux moyennes du XIXe siècle, encore moins son objectif plus ambitieux de maintenir les températures à une hausse de 1,5 °C.

Le rapport le plus récent sur les écarts d'émissions du Programme des Nations Unies pour l'environnement note que "les émissions mondiales de gaz à effet de serre ne montrent aucun signe de pic". Selon une autre étude, la probabilité que les humains puissent limiter le réchauffement à pas plus de 2 °C d'ici 2100 n'est pas supérieure à 5 pour cent, et il est probable que les températures augmenteront entre 2,6° et 3,7°C d'ici la fin du siècle.

Ces tendances inquiétantes ont conduit à se concentrer de plus en plus sur les moyens d'éliminer le dioxyde de carbone de l'atmosphère. Parmi les méthodes explorées figure l'utilisation de l'océan pour absorber et/ou stocker du carbone en ajoutant des roches concassées ou d'autres sources d'alcalinité pour réagir avec le CO 2 en eau de mer, consommant finalement du CO atmosphérique 2 .

Ce type d'élimination du dioxyde de carbone à grande échelle pourrait-il fonctionner ? Un examen plus approfondi illustre les compromis environnementaux potentiels du déploiement de l'élimination du dioxyde de carbone marin et la complexité technique, questions de gouvernance économique et internationale qu'il soulève.

Capture et stockage du carbone terrestre par rapport à l'océan

Nous et d'autres chercheurs considérons l'océan comme un endroit logique pour rechercher des opportunités supplémentaires d'élimination du dioxyde de carbone, car il absorbe actuellement passivement environ 10 gigatonnes (10, 000, 000, 000 tonnes) de CO 2 par an, soit environ un quart des émissions annuelles mondiales. En outre, les océans contiennent beaucoup plus de carbone que l'atmosphère, sols, plantes et animaux réunis, et peut avoir le potentiel de stocker des milliards de tonnes de plus.

Le dernier rapport du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat s'est fortement concentré sur les méthodes terrestres de capture et de stockage du carbone. Une technique importante est appelée bioénergie avec capture et stockage du carbone, BECCS, où la biomasse végétale serait brûlée pour produire de l'énergie utilisable et le CO résultant 2 est pompé sous terre.

Cependant, il existe un certain nombre de préoccupations concernant les impacts négatifs potentiels du déploiement à grande échelle du BECCS et d'autres méthodes basées sur les plantes terrestres, notamment la crainte que d'énormes quantités de terres agricoles soient détournées pour faire pousser des cultures dédiées. Cela pourrait réduire l'accès des populations à faible revenu à la nourriture, imposent des exigences en eau et ont de graves impacts négatifs sur la biodiversité en raison de la perturbation des écosystèmes.

Accélérer la géochimie

Peut-être le plus connu - et parfois, controversé - la méthode d'élimination du dioxyde de carbone marin stimule la photosynthèse pour augmenter le CO 2 absorption. Par exemple, dans les régions où la croissance des plantes marines est limitée par le fer, cet élément peut être ajouté pour augmenter le CO 2 l'absorption et le stockage du carbone où au moins une partie du carbone de la biomasse formé finit par couler et est enterré dans le fond océanique. D'autres approches incluent la restauration, l'ajout ou la culture de plantes marines ou de microbes, comme le Carbone Bleu.

Une autre technique envisagée est d'essayer d'accélérer la réaction chimique du CO 2 avec des minéraux de roche communs, un processus naturel connu sous le nom d'altération minérale. Quand la pluie réagit avec les roches alcalines et le CO 2 , il y a une réaction chimique, qui peut être catalysée par l'activité biologique des sols, qui convertit le CO 2 aux ions minéraux de bicarbonate et de carbonate dissous qui s'écoulent ensuite généralement dans l'océan. L'altération minérale joue un rôle majeur dans l'élimination de l'excès de CO atmosphérique 2 , mais seulement sur des échelles de temps géologiques - 100, 000 ans ou plus.

Diverses façons d'accélérer l'altération minérale et le stockage du carbone océanique qui ont été proposées comprennent l'ajout aux eaux de surface de minéraux alcalins finement broyés ou l'ajout de minéraux communs, produits chimiques alcalins produits industriellement, comme la chaux vive (CaO), hydroxyde de calcium (Ca(OH)2), et lessive ou soude caustique (NaOH). Une fois ajouté à l'océan, ces composés réagissent avec un excès de CO 2 dans l'eau de mer et l'air, formant principalement une écurie, bicarbonate minéral dissous, éliminant et séquestrant ainsi le CO 2 .

Une telle alcalinisation des océans pourrait être obtenue via une distribution à partir du rivage ou par des navires. Une autre proposition est de fabriquer de l'alcalinité en mer en utilisant des sources d'énergie marine locales :par exemple, utilisant l'électricité dérivée du gradient vertical de température très important de l'océan. Déchets CO réactifs 2 avec des minéraux sur le rivage, puis le pompage de la matière alcaline dissoute résultante dans l'océan est également une option. Tout ce qui précède s'ajouterait simplement au réservoir déjà vaste de bicarbonate et de carbonate dans l'océan.

Un avantage supplémentaire de l'alcalinisation des océans est qu'elle aide également à lutter contre l'acidification des océans, les "autres CO 2 problème" résultant de l'absorption par l'océan de l'excès de CO 2 de l'air. L'acidification peut interférer avec la capacité des organismes calcifiants, comme les huîtres, palourdes et coraux pour construire leurs squelettes ou coquillages, ainsi que d'avoir un impact sur d'autres processus biogéochimiques marins sensibles au pH.

Ce que nous ne savons pas

La capacité pratique réelle de l'alcalinisation des océans à contrer le changement climatique et l'acidification reste incertaine.

Vu la logistique, coût et impacts de l'extraction ou de la fabrication de l'alcalinité et de sa dispersion, des études ont estimé que le CO de l'air 2 des prélèvements de peut-être 30 parties par million ou moins pourraient être réalistes. Cela serait utile étant donné que le niveau de CO 2 à l'époque préindustrielle était de 260-270 parties par million et est maintenant de 410 parties par million.

Nous calculons un rabattement global du CO atmosphérique 2 de 30 parties par million exigerait des émissions quasi nulles dues aux activités humaines, ainsi que l'élimination et le stockage de quelque 470 gigatonnes de CO 2 . Pour y parvenir, un minimum d'environ 500 gigatonnes de roche devrait être utilisé pour générer l'alcalinité requise. L'extraction mondiale actuelle de roches est de l'ordre de 50 gigatonnes par an, donc maintenir les autres utilisations de la roche stables tout en augmentant ce taux d'extraction de 50 pour cent pourrait théoriquement nous permettre d'atteindre le rabattement en 20 ans. Cela doit évidemment être testé à des échelles beaucoup plus petites pour déterminer quelle capacité et quels taux mondiaux pourraient être réalisables.

Ce n'est pas seulement une question de production d'alcalinité; il y a un impact négatif potentiel de l'alcalinisation des océans sur les écosystèmes marins qui doivent être pris en compte. En plus des effets de l'élévation du pH et de l'alcalinité (instantanée ou progressive), l'ajout d'alcalinité entraînerait probablement d'autres éléments ou composés, tels que les métaux traces et la silice, qui peuvent également affecter la biogéochimie marine. Peu de recherches ont été menées sur ces points, mais les résultats jusqu'à présent ne trouvent généralement aucun effet ou des effets positifs sur la vie marine. Une enquête plus approfondie est nécessaire pour bien comprendre les conséquences environnementales et écologiques, y compris la conduite d'essais sur le terrain de petite et moyenne taille.

Tout déploiement devrait être soumis à des exigences de surveillance strictes pour évaluer à la fois les avantages environnementaux et les impacts négatifs d'un déploiement à grande échelle. Une certaine confiance dans l'utilisation de l'alcalinisation des océans pourrait être trouvée dans le fait que l'altération minérale naturelle et l'apport d'alcalinité à l'océan se sont produits naturellement depuis des milliards d'années (actuellement au taux d'environ 1 gigatonne de CO 2 consommés et stockés par an), apparemment avec l'écosystème marin bien adapté sinon nécessitant cet apport. Néanmoins, la possibilité d'étendre de manière significative et sûre ce processus naturel nécessite des recherches supplémentaires.

Questions juridiques

Au niveau juridique, les pays devraient aborder les problèmes de gouvernance internationale associés à cette approche. Probablement, l'Accord de Paris serait l'un des régimes concernés étant donné qu'il met l'accent sur la lutte contre le changement climatique. Tout rôle que l'akalinité des océans pourrait jouer dans les promesses des pays d'atténuer les émissions nécessiterait des dispositions rendant obligatoire l'évaluation des impacts potentiels du déploiement. L'Accord de Paris pourrait faciliter cela étant donné ses références dans diverses dispositions à la nécessité d'évaluer les impacts des mesures de réponse dans le contexte des écosystèmes, durabilité, développement et droits de l'homme.

Les régimes axés sur les océans tels que la Convention sur la prévention de la pollution des mers résultant de l'immersion de déchets et autres matières et la Convention sur le droit de la mer, et son Protocole, pourrait également chercher à participer à l'évaluation et à la réglementation, ainsi que la Convention sur la diversité biologique. Coordonner les interventions potentielles de toutes les réponses de ces régimes serait un autre défi posé par le déploiement de l'alcalinité des océans, de même que les nombreuses autres approches d'élimination du dioxyde de carbone qui pourraient avoir des impacts transfrontaliers.

Le spectre d'un changement climatique potentiellement catastrophique d'ici la fin du siècle a stimulé l'intérêt pour un éventail de nouvelles options technologiques pour éliminer le CO 2 de l'océan et de l'atmosphère à grande échelle. Mais ils pourraient aussi présenter leurs propres risques. L'ajout de matériaux alcalins pour accélérer l'altération minérale est l'une de ces approches qui mérite une considération sérieuse, mais seulement après un examen minutieux.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.