isotopes du carbone dans le CO2 atmosphérique

Isotopes du carbone dans le CO2 atmosphérique (Segalstad) :
https://web.archive.org/web/20090106042118/http://www.co2web.info/esef5.htm
“Houghton et al. (1990) ont supposé, pour le modèle du GIEC, que 21 % du CO2 atmosphérique actuel provenait de la combustion de combustibles fossiles. Cela a été rendu possible par le fait que le CO2 aurait une durée de vie "approximative" (sic !) de 50 à 200 ans. Il est possible de soumettre cette hypothèse à validation en examinant le rapport isotopique stable 13C/12C (exprimé en delta13C-PDB*) du CO2 atmosphérique. Il est important de noter que cette valeur est la valeur nette du mélange de tous les différents composants du CO2, et qu'elle résulte de l'ensemble des processus naturels et non naturels (c'est-à-dire anthropogéniques) impliquant le CO2.
Le réservoir naturel de CO2 atmosphérique a un delta13C proche de -7 pour mille lorsqu'il est en équilibre isotopique avec le HCO3- et le CaCO3 marins (Ohmoto, 1986). Le CO2 issu de la combustion des combustibles fossiles et des matières biogènes a un delta13C d'environ -26 pour mille (Hoefs, 1980).
Le mélange de ces deux composants du CO2 avec le ratio 21% de CO2 provenant de la combustion des combustibles fossiles + 79% de CO2 "naturel" devrait donner un delta13C du CO2 atmosphérique actuel d'environ -11 pour mille.
Les calculs montrent que la durée de vie du CO2 atmosphérique de 50-200 ans du GIEC (Houghton et al., 1990) ne représente que la moitié de la masse du CO2 atmosphérique. Cependant, le résultat unique correspond à une durée de vie du CO2 atmosphérique d'environ 5 (5,4) ans, en accord avec de nombreuses études sur le 14C compilées par Sundquist (1985) et la cinétique chimique (Stumm & Morgan, 1970). En décembre 1988, on a calculé que la masse de toutes les émissions passées de combustibles fossiles et de substances biogènes restant dans l'atmosphère actuelle était d'environ 30 GT C ou moins, c'est-à-dire un maximum d'environ 4 %, ce qui correspond à une concentration atmosphérique de CO2 d'environ 14 ppmv.
Cette petite quantité de CO2 atmosphérique anthropique contribue probablement à moins d'un demi Watt/m2 de l'"effet de serre" de 146 W/m2 d'une atmosphère sans nuages, contribuant à moins d'un demi-degré C de réchauffement radiatif de la basse atmosphère.
L'implication de la durée de vie d'environ 5 ans est qu'environ 135 GT C (18%) du pool de CO2 atmosphérique est échangé chaque année. C'est bien plus que les quelque 6 GT C de CO2 provenant des combustibles fossiles qui sont actuellement rejetés chaque année dans l'atmosphère.
Les calculs du bilan de masse isotopique montrent qu'au moins 96 % du CO2 atmosphérique actuel est isotopiquement indiscernable des sources non fossiles, c'est-à-dire des sources marines naturelles et des sources juvéniles provenant de l'intérieur de la Terre. Par conséquent, pour le bilan du CO2 atmosphérique, l'équilibrage et le dégazage marins, ainsi que le dégazage juvénile provenant par exemple de sources volcaniques, doivent être beaucoup plus importants, et la combustion de combustibles fossiles et de matériaux biogènes beaucoup moins importante, que ne le supposent les auteurs du modèle du GIEC (Houghton et al., 1990).”
Refaisons les calculs avec les données d'aujourd'hui :
1. Le ratio 13C/12C actuel :
fev. 2023, 02 est -8.93 pour mille/PDB,
Source : https://scrippsco2.ucsd.edu/data/atmospheric_co2/ptb.html
2. Le CO2 naturel a un ratio de -7 pour mille/PDB
Le CO2 anthropique a un ratio de -26 pour mille/PBD
3. Si F est la fraction de CO2 naturel (-7 pour mille PDB), la fraction anthropique est (1-F).
On a donc -7.F - 26.(1-F) = -8,93
soit 19.F = 26 - 8,93
et donc F = 17,07 / 19 ≂ 0,898
Selon les observations du ratio 13C/12C, l'atmosphère contient donc actuellement 10,2 % (43 ppm) de dioxyde de carbone anthropique et 89,8% (377 ppm) de dioxyde de carbone naturel.