Module 9 - Les grands cycles biogéochimiques Flashcards
Quel est la différence entre le cycle de l’eau externe et le cycle de l’eau interne?
Cycle externe: Directement observable. L’énergie solaire transforme l’eau liquide en vapeur (84% d’évaporation se déroule au-dessus des océans). Les vents redistribuent la vapeur, qui retombe sous forme de pluie. Une certain quantité d’eau est stockée sous forme de glace.
Cycle interne: Concerne la circulation de l’eau entre l’océan, la lithosphère et l’asthénosphère. Un important volume d’eau s’infiltre dans les pores et fractures de la couverture sédimentaire, ou dans les fractures de la lithosphère. La subduction de la lithosphère dans l’asthénosphère introduit donc de l’eau dans cette dernière.
Décrivez brièvement les 4 réservoirs du carbone et le temps de résidence d’un atôme de carbone dans chacun.
Lithosphère: Roches sédimentaires (50,000,000 Gtc) et combustibles fossiles (5,000 Gtc). Temps de résidence = 200Ma.
Hydrosphère: CO2 dissout dans l’océan (39,000 Gtc). Temps de résidence = 385 ans dans l’océan superficielle, 100Ka dans l’océan profond.
Biosphère: Matière organique des plantes et animaux (610 Gtc). Temps de résidence = 11 ans.
Atmosphère: CO2 (760 Gtc) et CH4 (10 Gtc). Temps de résidence = 4 ans.
Décrivez le flux du carbone entre les 4 réservoirs.
Lithosphère > Atmosphère: Fabrication de ciment, combustion, volcanisme.
Biosphère > Atmosphère: Déforestation, Respiration, Oxydation.
Biosphère > Lithosphère: Enfouissement de la matière organique.
Biosphère > Hydrosphère: Respiration, Oxydation.
Atmosphère > Biosphère: Photosynthèse.
Atmosphère > Hydrosphère: Absorption par l’océan.
Atmosphère > Lithosphère: Altération des calcaires et des silicates.
Hydrosphère > Lithosphère: Précipitation de CaCO3.
Quel est la différence entre le cycle du carbone organique et le cycle du carbone inorganique?
Organique (Co): Produit par des organismes vivant et qui est lié à d’autres carbone où à des éléments comme H, N ou P dans les molécules organiques ou les hydrocarbures.
Inorganique (Ci): Associé à des composés inorganiques (qui n’ont pas été vivant et qui ne contiennent pas de liens C-C ou C-H) tel que le CO2 atmosphérique où les calcaires (CO3).
Quel est la différence entre le cycle court du carbone organique et le cycle long du carbone organique?
Cycle court: Processus qui s’étalent sur des temps inférieurs à un siècle. Le processus de base est celui de photosynthèse-respiration (Photosynthèse: CO2 +H20 + énergie solaire > CH2O + O2, Respiration: CH2O + O2 > CO2 + H2O). Inclut également la fermentation (2CH2O > CO2 + CH4).
Cycle long: Processus qui s’étalent sur des temps beaucoup plus longs qu’un siècle. Inclut l’enfouissement des matières organiques, leur transformation en combustibles fossiles et leur altération (oxygénation) lors des soulèvements tectoniques.
Décrivez le cycle du carbone inorganique.
L’altération des roches et silicates convertit le CO2 dans l’eau de pluie et des sols en HCO3-, qui est transporté dans l’océan par ruissellement. Les organismes combinent le HCO3- au Ca2+ pour fair du CaCO3. Une partie du CaCO3 est dissous dans les colonnes d’eau et sur les fonds océaniques, l’autre s’accumule sur les planchers océaniques et est enfouie pour formés des roches sédimentaires carbonatées. Elles sont éventuellement ramenées à la surface et le cycle recommence.
Décrivez le cycle d’oxygène. Décrivez également la différence entre le cycle d’oxygène terrestre et le cycle d’oxygène marin.
L’O2 est essentiellement un sous-produit de la photosynthèse. Par conséquent, le cycle d’oxygène est un cycle court, attaché au cycle de carbone organique court.
Cycle terrestre: La végétation produit une certaine quantité d’oxygène. Une foret mature à un bilan d’oxygène de presque 0.
Cycle marin: Le phytoplancton produit de l’oxygène grâce à la photosynthèse. C’est cette oxygène qui va être utilisé pour la respiration par le zooplancton et autre animaux marins, ainsi que pour l’oxydation de la matière organique. Une partie de l’oxygène océanique est relâchée dans l’atmosphère et est utilisée par les animaux terrestres.
Vrai ou Faux: L’océan est pratiquement le seul à réguler l’oxygène atmosphérique.
Vrai.
Vrai ou Faux: Le taux d’enfouissement du carbone organique, la photosynthèse terrestre et l’oxydation des matériaux terrestres contrôlent le taux d’émission et la teneur en O2 dans l’atmosphère.
Faux: La photosynthèse terrestre à très peu d’influence sur le bilan d’oxygène parce que les fôrets consomment presque autant d’oxygène qu’ils en produissent.
Quel évènement s’est produit à la fin du Dévonien et qui à mené à une augmentation importante dans le taux d’O2 dans l’atmosphère?
La colonisation des surfaces continentales par les plantes au Carbonifère-Permien et l’avent des plantes vasculaires.
Que sont les trois processus de base dans le recyclage d’azote? Décrivez-les brièvement.
- Fixation: La conversion d’azote atmosphérique en azote utilisable par les plantes et les animaux. Se fait par des bactéries qui peuvent assimiler le N2. Réaction chimique: 2N2 + 3(CH2O) + 3H2O > 4NH4+ + 3CO2. Dans les sols où le pH est élevé, l’ammonium se transforme en ammoniac gazeux: NH4+ + OH- > NH3 + H2O
- Nitrifcation: Transforme les produits de la fixation (NH4+ et NH3) en NOx, soit en nitrites (NO2) ou nitrates (NO3). Réaction: 2NH4+ + 3O2 > 2NO2- + 2H2O + 4H+. En suite, 2NO2- + O2 > 2NO3-.
- Dénitrification: Retourne l’azote à l’atmosphère sous sa forme moléculaire N2 avec du CO2 et du N2O. Réaction: 4NO3- + 5(CH2O) + 4H+ > 2N2 + 5CO2 + 7H2O.
Comment les activités humaines peuvent-elles influencer la dénitrification dans le cycle de l’azote?
- L’activité humaine contribue à l’augmentation de la dénitrification par utilisation d’engrais qui ajoutent aux sols des nitrates (NO3) et des composés ammoniaques (NH4+, NH3).
- Des oxydes d’azotes (NO2-) sont également relâchés par la combustion de fossiles dans les moteurs ou les centrales thermiques.
Pourquoi l’azote et le phosphore sont-ils important pour la vie?
Ils sont essentiels à la fabrication des acides nucléiques ARN et ADN.
Vrai ou Faux: La quantité de phosphore disponible est directement liée à l’altération superficielle des roches et le dépot de phosphore dans les océans. Il n’y a donc pas de réservoir atmosphérique ni de contrôle bactérien pour le phosphore.
Vrai.
D’où provient pratiquement tout le phosphore en milieu terrestre?
De l’altération des phosphates de calcium des roches de surfaces, principalament de l’apatite. Seulement une petite partie du phosphore dans les sols est accessibles aux plantes, qui est transférée aux animaux via leur alimentation.
