Inverser le cours du changement climatique ?

La pluie, la neige, le soleil et d'autres conditions météorologiques

La décomposition de roches en morceaux plus petits

La modification des bâtiments et des routes pour se préparer à des conditions météorologiques extrêmes

L'altération est le processus de désintégration physique, chimique ou biologique de la roche en fragments plus petits, puis en sable, en boue et en argile<a href='https://www.geolsoc.org.uk/ks3/gsl/education/resources/rockcycle/page3561.html' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. De nombreuses transformations chimiques se produisent également au cours de ce processus<a href='https://www.geolsoc.org.uk/ks3/gsl/education/resources/rockcycle/page3564.html' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Les roches silicatées (celles contenant du silicone et de l'oxygène) constituent environ 95% des couches supérieures de la Terre<a href='https://www.britannica.com/science/silicate-mineral' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. L'altération de ces roches capture du CO₂ de l'atmosphère et on pense qu'elle contribue à maintenir le climat en équilibre<a href='https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s10584-005-3485-y.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2012GL052377#:~:text=%20Tectonic%20and%20climatic%20controls%20on%20long-term%20silicate,weathering%20intensity%20is%20the%20degree%20of...%20More%20' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Ce processus prend normalement des millions d'années<a href='https://www.pnas.org/content/pnas/105/44/16855.full.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2005GB002678#:~:text=Enhanced%20carbonate%20weathering%20should%20be%20important%20on%20a,important%20over%2010%203%20%E2%80%9310%206%20year%20timescales' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Et si nous pouvions l'accélérer ?

Comment l'altération de la roche capture-t-elle du CO₂ ?

Lorsque les roches silicatées sont désintégrées en argile et en terre, elles réagissent avec le CO₂ dans l'air et avec l'eau pour produire de nouveaux minéraux<a href='https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s10584-005-3485-y.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a> : le CO₂ est converti en bicarbonate (HCO₃⁻), qui est transporté vers l'océan par les fleuves et les eaux de surface<a href='https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s10584-005-3485-y.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.nature.com/articles/s41477-018-0108-y' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

L'altération forcée consiste à accélérer l'altération naturelle pour pouvoir stocker plus de CO₂ en moins de temps<a href='https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s10584-005-3485-y.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Cela consiste à réduire en poudre une très grande quantité de roches pour augmenter leur surface, puis à les répandre sur le sol<a href='https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s10584-005-3485-y.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Les roches devraient être répandues dans des lieux chauds et humides où l'altération se produira rapidement, et dans des endroits faciles d'accès, tels que les terres cultivées<a href='https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aaa9c4' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s10584-005-3485-y.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Les roches donnent aux plantes un substrat sur lequel se tenir

Les roches contiennent des nutriments importants pour la croissance des plantes

Les graines sont gardées au chaud par la couche supplémentaire de pierre, donc elles poussent plus rapidement

Parce que ces roches contiennent de nombreux nutriments nécessaires à la croissance des plantes, en particulier du phosphore et du potassium, l'altération forcée permet non seulement de stocker le CO₂, mais peut se traduire par une augmentation du rendement des cultures<a href='https://www.britannica.com/science/nutrition/Nutrition-in-plants' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aabf9f/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsbl.2016.0714' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Les ions du bicarbonate produits par l'altération peuvent aussi rendre les terres moins acides, ce qui peut améliorer les conditions de croissance des plantes, si l'acidité était un facteur limitant<a href='https://www.nature.com/articles/s41477-018-0108-y' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. En augmentant le rendement des cultures, la photosynthèse pourrait également être plus importante, ce qui permettrait d'absorber encore plus de CO₂ de l'atmosphère<a href='https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aabf9f/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

De plus, l'ajout de ces roches aux sols peut augmenter la quantité d'eau qu'ils peuvent contenir, ce qui peut aider les plantes en cas de sécheresse<a href='https://doi.org/10.5194/bg-2019-386' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Certains produits de l'altération forcée resteront dans le sol, tandis que d'autres seront emportés par la pluie et le vent, et finiront dans l'océan<a href='https://www.nature.com/articles/s41477-018-0108-y' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Comme pour le sol, les ions bicarbonate peuvent rendre l'eau des océans moins acide, ce qui pourrait réduire les effets de l'acidification des océans<a href='https://www.nature.com/articles/nclimate2882' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.nature.com/articles/s41477-018-0108-y' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

La pollution des voies navigables avec des produits chimiques acides

En rendant les océans moins acides, l'altération forcée pourrait protéger la faune et la flore marine, en particulier les coraux et les crustacés<a href='https://www.pnas.org/content/107/40/17246' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Qu'est-ce qui rend l'altération forcée difficile ?

Il faut beaucoup d'énergie pour broyer les roches en poudre ; idéalement, nous devons utiliser des énergies renouvelables pour minimiser les émissions de CO₂ supplémentaires dans ce processus<a href='https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aabf9f/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Le transport de la roche broyée vers le site d'épandage pourrait être la partie la plus coûteuse du processus, selon la distance et le moyen de transport<a href='https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aaa9c4/pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Le broyage de la roche peut aussi être très coûteux, mais de nouvelles technologies pourraient bientôt réduire ce coût<a href='https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aaa9c4/pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Les camions, les trains, et les bateaux peuvent tous servir pour transporter la roche broyée, mais les trains sont 2 fois moins chers et les bateaux 50 fois moins chers que les transports routiers<a href='https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aaa9c4/pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

L'altération forcée peut-elle affecter notre santé ?

La poudre utilisée pour l'altération forcée peut avoir un impact sur la santé humaine si elle est inhalée, notamment parce que certaines roches contiennent des composés toxiques comme l'amiante<a href='https://www.nature.com/articles/nclimate2882' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsbl.2016.0715' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Il existe également un risque que les métaux lourds des roches se retrouvent dans les cultures alimentaires<a href='https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsbl.2016.0715' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fclim.2021.820204/full' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Les zones les mieux adaptées pour l'altération forcée (climats chauds et humides) sont aussi souvent les plus pauvres et les moins protégées<a href='https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsbl.2016.0859#d3e408' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Il faut être sûr que l'altération forcée ne nuise pas aux personnes vulnérables<a href='https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsbl.2016.0859#d3e408' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Ceci pourrait impliquer la sélection de roches moins efficaces pour éliminer le CO₂ et plus chères, mais moins toxiques, comme le basalte<a href='https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsbl.2016.0715' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aabf9f/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Nous ne savons pas vraiment : les prédictions des coûts varient en fonction de la quantité d'énergie nécessaire pour broyer les roches et les transporter<a href='https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aabf9f/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aaa9c4/pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Si cette méthode est utilisée sur des terres agricoles au Royaume-Uni, le coût pourrait être entre 24 et 578 dollars US/tCO₂<a href='https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1750583612001466' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Le coût variera aussi selon le type de roches, en fonction de la quantité de CO₂ qu'elles peuvent absorber et de leur abondance<a href='https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aaa9c4/pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

La plupart des estimations ne tiennent pas compte des autres bienfaits de l'altération forcée, comme l'augmentation des rendements des cultures grâce au niveau plus élevé des nutriments du sol, ce qui pourrait réduire le coût global<a href='https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aabf9f/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Certaines estimations sont beaucoup plus élevées (jusqu'à 95 GtCO₂/an), mais ces chiffres sont probablement trop optimistes<a href='https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aaa9c4/pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aabf9f/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Il faudrait une énorme quantité de roche, ce qui serait très coûteux<a href='https://www.nature.com/articles/nclimate2882' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Il y a encore de grandes incertitudes quant à l'efficacité de l'altération forcée en pratique, en fonction des différentes températures, des niveaux de précipitation, ainsi que des différents types de sol et de microbes dans ce sol<a href='https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aabf9f/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Si elle fonctionne comme nous l'espérons, l'altération forcée pourrait avoir un très grand potentiel pour éliminer le CO₂ de l'atmosphère. Cependant, en raison des coûts énergétiques du broyage et du transport d'une telle quantité de roches, la méthode est coûteuse<a href='https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aabf9f/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Elle doit faire l'objet de davantage de recherche pour déterminer son efficacité en pratique, à grande échelle.

La quantité d'énergie requise constitue l'un des plus gros problèmes de cette méthode d'élimination du carbone<a href='https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aabf9f/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Et si nous pouvions éliminer le dioxyde de carbone et produire de l'énergie en même temps ? C'est ce que nous verrons au chapitre suivant !