Chaque année, 600 à 900 millions de tonnes de carbone transitent par les rivières jusqu'à l'océan, soit sous forme de particules, soit sous forme dissoute. Les chercheurs savent depuis longtemps que cela ne représente pas la quantité totale de carbone qui est transportée de la terre à l'océan. Mais les contributeurs restants proviennent principalement des écosystèmes côtiers, comme les forêts de mangrove riches en carbone, et du rejet des eaux souterraines dans l'océan ont été notoirement difficiles à mesurer.

Une nouvelle étude publiée dans la revue Cycles biogéochimiques mondiaux et dirigé par le Dr Eun Young Kwon, chef de projet au Centre IBS pour la physique du climat en Corée du Sud fournit de nouvelles estimations de cette composante insaisissable du cycle mondial du carbone. L'étude utilise l'existence de deux isotopes stables du carbone, ¹² C et ¹³ C, ce dernier étant légèrement plus lourd, car il a un neutron de plus dans son noyau. Le rapport de concentration entre ces deux isotopes du carbone (appelés ¹³ C) fournit un moyen de suivre le carbone à travers les différentes composantes du cycle du carbone, y compris l'atmosphère, océans, les systèmes fluviaux et la biosphère. Connaître le typique ¹³ valeur C de la biosphère terrestre et de la végétation côtière, on peut maintenant suivre comment cette quantité se dilue dans les océans. "Les valeurs des isotopes du carbone agissent comme un colorant invisible qui nous dit quelque chose sur la source d'où il vient et combien a été libéré initialement", explique le Dr Kwon, auteur principal de l'étude.

En utilisant les observations océaniques de ¹³ C et estimations des courants océaniques, Le Dr Kwon et son équipe internationale ont pu calculer la quantité de carbone qui devrait provenir de la terre pour expliquer les données océaniques. Les calculs sont un peu plus compliqués car le carbone peut également se déposer dans les profondeurs de l'océan sous forme de sédiments ou de dégazage dans l'atmosphère. Par ailleurs, la combustion de combustibles fossiles modifie également la ¹³ C de carbone atmosphérique et éventuellement océanique.

Après avoir pris en compte ces effets, les auteurs étaient surpris :ils ont trouvé des chiffres beaucoup plus élevés pour le transfert de carbone de la terre à l'océan de 900 à 1 900 millions de tonnes par an (voir la figure). La plupart des apports de carbone non fluviaux d'environ 300 à 1 300 millions de tonnes de carbone par an se produisent principalement le long des côtes des océans Indien et Pacifique. « Cela est cohérent avec l'idée que la décharge des eaux souterraines et les écosystèmes côtiers, le carbone dit bleu, jouent un rôle fondamental dans le cycle mondial du carbone », déclare le Dr Kwon.

L'une des questions ouvertes restantes est de savoir quels processus océaniques sont responsables du transport du carbone dissous des zones côtières vers l'océan ouvert, où une partie dégaze dans l'atmosphère. "Cette question sera abordée à l'avenir avec une série de nouvelles simulations de modèle de système terrestre que nous venons de réaliser sur notre supercalculateur Aleph, " dit Axel Timmermann, co-auteur de l'étude et directeur de l'IBS Center for Climate Physics.