Les microbes, l’humain et les grands cycles biogéochimiques

Question 1

L’effet humain vs l’effet microbiologique dans les grands cycles biogéochimiques

Answer 1

La proportion des grands cycles est beaucoup plus élevée/accélérée due à l’activité humaine

Question 2

Stoichiométrie biologique globale

Answer 2

C : N : P biologique global -> 280 : 20 : 1
Ensemble des flux d’azote, de carbone et phosphore est plus élevés que le ration de Redfield, car la production primaire terrestre va créer de la matière structurelle pour faire d’autres fonctions que la photosynthèse

Question 3

Stoichiométrie humaine globale

Answer 3

C : N : P humain global -> 900 : 20 : 1
La majorité de N et P servent à stimuler l’agriculture.
Les apports additionnels humains suivent d’assez près les besoins des producteurs primaires (agricoles)
-> garde le N et le P (et le C!) couplés, mais les cycles sont accélérés

Question 4

Pourquoi la stoichiométrie humaine est grandement enrichie en C?

Answer 4

Le carbone fossile vient subventionner cette accélération. Et il redistribue les ressources produites

À toutes les fois qu’il y a une couche naturelle de CNP, il y a une autre couche additionnelle qui s’ajoute à cause de “l’usage humain”

Question 5

Relation directe entre température des sédiments et minéralisation du carbone organique?

Answer 5

Oui,

il y a environ 100 fois plus de carbone organique stocké dans les lacs du monde entire que d’énergie fossile

Question 6

Peut-on renverser le processus en utilisant N et P (et autres éléments) pour favoriser le captage de C?

Answer 6

Oui,

par la Bio et géo-ingénierie

Question 7

Ratio C:Fe de la photosynthèse

Answer 7

1000 : 1

Question 8

Serait-il réaliste de stocker plus de carbone organique dans les oceans en stimulant la production primaire microbienne via l’ajout de fer?

Answer 8

Oui

Question 9

Dans les grands cycles biogéochimiques, comment l’activité humaine les a altérés? (Quel %)

Answer 9

Près de 10% des flux globaux de C
Près de 3% pour N et P
Près de 80% pour Hg

Question 10

Rôle entre P, N et eutrophisation d’origine humaine

Answer 10

Floraisons d’algues toxiques dans les lacs

Détérioration de la qualité de l’eau, avec impacts sur les écosystèmes, la santé, l’économie

Question 11

Les effloraisons de cyanobactéries dans les écosystèmes aquatiques

Answer 11

Naturelles, mais favorisées par l’activité humaine qui augmentent la charge en phosphore et diminue la
rétention du phosphore dans le paysage

Question 12

Facteurs de contrôle de l’effloraison de cyanobactéries

Answer 12

• Installations sceptiques non-performantes
• Déboisement
• Érosion
• Imperméabilisation du sol
• Engrais
• Coupes forestières
• Agriculture
• Terrains de golf
• Égouts (Flushgate)

Question 13

Apports humains d’Azote sur terre, transport par les grandes rivières, anoxie dans les estuaires et golfes

Answer 13

• Conditions deviennent impropices au maintien de la vie
• Création de “zones mortes” dues à une production primaire microbienne intense près de l’embouchure des grandes rivières
• Carbone organique produit est ensuite transporté vers les fonds marins, est respiré, et fait ainsi chuter drastiquement les niveaux d’oxygène

Question 14

Le mercure (Hg); un cas typique?

Answer 14

• Présent de façon naturelle, mais cycle accéléré par l’activité humaine
• Comme pour les autres processus microbiens, certaines conditions environnementales très précises doivent être rencontrées (temperature, oxygène, nutriments)
• Donc lien forts avec les changements globaux.

Question 15

D’où vient le mercure?

Answer 15

Éruption volcanique
Révolution industrielle / Industrialisation (2e GM)
Ruée vers l’or

Question 16

Où se trouve la majorité du mercure?

Answer 16

Dans les airs

-> [ ]de mercure partout sur Terre même en Arctique où c’est basiquement pas peuplé du tout

Question 17

Problèmes causés par le mercure?

Answer 17

Méthylation microbienne = voie d’entrée de la forme toxique vers la chaine alimentaire

Microbes responsables de la conversion de mercure inorganique (en principe pas dangereux) en mercure organique, assimilable et neuro-toxique

Question 18

Bioaccumulation

Answer 18

Un organisme contient de plus en plus de mercure au fur et à mesure qu’il gagne de la biomasse (assimilation plus rapide qu’élimination)

Question 19

Bioamplification

Answer 19

Les organismes consomment des proies contenant plus de mercure que dans l’environnement. Donc à chaque niveau de la chaine alimentaire, les concentrations sont plus élevées.

Question 20

Lacs thermokarstiques (lacs de fonte) en Arctique

Answer 20

• Formés par la fonte du pergélisol du au réchauffement; points chauds biogéochimiques dans le paysage arctique

Question 21

Conséquences des lacs thermokarstiques

Answer 21

• Fonte du pergélisol, remise en circulation de carbone et contaminants en principes stockés à long terme
• Fortes concentrations en carbone organique, en
  nutriments et en mercure
• Forte activité microbiologique
• Propices à l’anoxie
• Donc propices à la méthylation du mercure.
  -> mercure est toxique que si certaines conditions sont rencontrées.

Question 22

Conséquences des réservoirs

Answer 22

• Remise en circulation de mercure qu’on croyait stocké de façon stable et durable
• Création de conditions propices à la méthylation
• Croissance de périphyton sur des substrats inhabituels
• Conditions aussi propices à la formation de méthane

Question 23

Impacts probables de différentes mesures sur l’utilisation de P à long terme.

Answer 23

• Gestion de la demande (besoins totaux, efficacité dans les transferts de P)
• Recyclage (nourriture, récoltes, déchets humains, fumier)

Question 24

Service écosystémique (définition)

Answer 24

Ce sont les bénéfices (directs et indirects, conscients ou inconscients) que l’humain retire des écosystèmes

Question 25

Exemples du Service écosystémique : Le rôle clé des milieux humides, lacs, marais, réservoirs, rivières

Answer 25

• Certains pays y puisent jusqu’à 80% de leurs protéines animales (pêcheries); 34G$ annuellement -Recharge (et purification) d’eau souterraine pour environ 3 milliards d’humains
• Jusqu’à 80% des nitrates (N) peuvent être interceptés à travers le réseau aquatique
• Stock astronomique de carbone
• Mitigation des changements climatiques

Question 26

Exemples du Service écosystémique : la conservation des Catskills Reservoirs

Answer 26

Laisser les processus biologiques et physiques dans les sols purifier l’eau (e.g. retrait de carbone organique qui réagit avec le chlore, retrait de nutriments, de contaminants) au lieu de le faire en usine.