Séquestration du carbone dans les océans
Involves capturing CO2 and storing it in the deep ocean, which is the planet’s largest carbon sink. Methods include direct injection of liquid CO2 into the water column or onto the deep seafloor, and ocean fertilization to stimulate phytoplankton growth, which absorbs CO2 via photosynthèse. Both approaches have significant environmental concerns, primarily ocean acidification and unpredictable impacts on marine ecosystems.
L'océan absorbe naturellement de grandes quantités de CO2 atmosphérique par le biais de deux mécanismes principaux : la ‘pompe de solubilité’ et la ‘pompe biologique’. La pompe de solubilité pompe involves CO2 dissolving in cold, dense surface water at high latitudes, which then sinks and circulates in the deep ocean for centuries. The biological pump involves marine organisms, primarily phytoplankton, converting CO2 into organic matter through photosynthèse. When these organisms die, a fraction of their carbon sinks to the deep ocean.
Les propositions de séquestration océanique visent à accélérer ces processus. L'injection directe consiste à pomper du CO₂ comprimé à des profondeurs de 1 000 à 3 000 mètres. À ces profondeurs, la haute pression transforme le CO₂ en un liquide plus dense que l'eau de mer, formant théoriquement des bassins stables au fond de l'océan. Cependant, cela créerait des zones d'acidité extrême, mortelles pour la plupart des organismes marins.
La fertilisation des océans, en particulier la fertilisation en fer, consiste à ajouter des micronutriments comme le fer dans certaines parties de l'océan afin de déclencher des proliférations massives de phytoplancton. L'hypothèse est que cela augmenterait la force de la pompe biologique. Cependant, les expériences ont donné des résultats mitigés quant à la quantité de carbone qui atteint réellement les profondeurs de l'océan, et l'on s'inquiète beaucoup de la modification de la base du réseau alimentaire marin et de la création potentielle de ‘zones mortes’ anoxiques. En raison de ces risques environnementaux majeurs et des incertitudes juridiques liées aux traités internationaux tels que la Convention/Protocole de Londres, la séquestration à grande échelle dans les océans n'est pas envisagée pour le moment.
UNESCO Nomenclature: 2508
- Océanographie
Taper
Processus d'ingénierie environnementale
Perturbation
Incrémentale
Usage
Conceptuelle/théorique
Précurseurs
- la découverte du rôle de l'océan en tant que puits de carbone majeur
- compréhension des pompes biologiques et de solubilité marines
- développement de submersibles en eaux profondes et de véhicules télécommandés (ROV)
- recherches sur le rôle limitant des micronutriments (comme le fer) dans la productivité marine
- advances in chemical oceanography and carbon cycle modélisation
Applications
- expériences de recherche pour étudier le devenir du CO2 dans les environnements des grands fonds marins
- modèles pour comprendre le cycle global du carbone et la chimie des océans
- propositions de géo-ingénierie, bien que largement interdites par les accords internationaux
Idées d'innovations potentielles
- cultiver et enfoncer des macroalgues comme le varech dans les profondeurs de l'océan (enfoncement de la biomasse)
- améliorer l'alcalinité des océans en ajoutant des minéraux silicatés broyés à l'eau de mer pour contrer l'acidification
- en utilisant des systèmes électrochimiques pour éliminer le CO2 de l'eau de mer, permettant à l'océan d'absorber davantage de l'atmosphère
- développer des véhicules sous-marins autonomes pour surveiller l'impact écologique à long terme de l'augmentation localisée de l'alcalinité
- créer des systèmes artificiels de descente d'eau pour accélérer le transport des eaux de surface riches en carbone vers les profondeurs océaniques
- l'ingénierie du phytoplancton pour avoir des coquilles plus denses, augmentant ainsi leur efficacité de descente
- en utilisant acoustique fields to non-invasively monitor deep-sea CO2 plumes
- développer des polymères biodégradables qui libèrent lentement les micronutriments pour éviter les proliférations d'algues nuisibles
- créer un réseau mondial de capteurs pour suivre avec précision le cycle du carbone océanique en temps réel
- élevage de coquillages à grande échelle et enfouissement des coquilles riches en carbone dans des environnements anoxiques
Thèmes liés : séquestration des océans, injection directe, fertilisation des océans, pompe biologique, pompe de solubilité, acidification des océans, écosystèmes marins, fertilisation par le fer, cycle du carbone, géo-ingénierie.