La planète Terre est un système, c’est-à-dire un ensemble composé d’éléments variés mais intimement reliés entre eux et fonctionnant comme un tout complexe. On a vu au premier chapitre que la tectonique des plaques constituait un sous-système très important de ce système. Dans cette section 3.4, nous verrons comment les grands cycles biogéochimiques constituent une autre facette de ce système planétaire et comment ils sont en définitive reliés à la tectonique des plaques.
Si la planète Terre est capable de maintenir de l'eau liquide à sa surface, condition essentielle pour l'apparition et le maintien de la Vie, c'est en grande partie parce qu'elle possède des systèmes naturels de recyclage des éléments essentiels à cette Vie: carbone, azote, phosphore et soufre, auxquels il faut ajouter les molécules O2 (oxygène libre) et H2O (eau). Ultimement, ces systèmes de recyclage sont liés à la tectonique des plaques. Nous allons examiner ici ces grands systèmes naturels de recyclage, en prenant comme toile de fond, les quatre grandes composantes du système Terre: atmosphère, hydrosphère, litho/asthénosphère et biosphère; cette dernière est placée au centre sur la figure ci-dessous, bien sûr pour satisfaire notre nature anthropocentriste, mais surtout pour mettre en évidence cette spécificité de la Terre qui exerce un contrôle primordial sur l'ensemble du recyclage: la Vie. Les flèches indiquent qu'il y a une interaction constante entre ces quatre grandes composantes.
Quelques termes utiles.
Biomasse: masse totale de la matière organique des organismes vivants dans un réservoir donné.
Effet de serre: mécanisme naturel par lequel la surface d’une planète est réchauffée grâce à l’absorption des radiations infrarouges par les gaz de son atmosphère.
État stationnaire: condition sous laquelle l'état d'une composante d'un système est inchangé dans l'espace et le temps. Par exemple, il entre la même quantité de cette substance dans un réservoir qu'il en sort.
Flux: transfert d'une substance d'un réservoir à un autre.
Gaz à effet de serre: gaz qui, dans l’atmosphère d’une planète, absorbent les radiations solaires infrarouges et les redirigent vers la surface, contribuant ainsi à augmenter la température de surface de cette planète. Dans l’atmosphère terrestre, les principaux gaz à effet de serre sont le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4), l’oxyde nitreux (N2O), la vapeur d’eau (H2O) et les chlorofluorocarbures (CFC), ces derniers d’origine exclusivement anthropique, les autres ayant une origine mixte, naturelle et anthropique, sauf H2O qui est d'origine essentiellement naturelle.
Puits: un terme à la mode pour désigner le captage d'un élément et son stockage dans un réservoir.
Réservoir: partie d'un système qui peut accumuler, stocker ou être la source d'une certaine quantité d'une des composantes du système.
Temps de résidence: le temps moyen qu'une substance demeure dans un réservoir donné dans un état stationnaire par rapport aux processus qui ajoutent ou soustraient de cette substance au réservoir. S'exprime par la masse totale d'une substance dans le réservoir divisée par l'ajoût ou la soustraction de cette même substance au réservoir.
Ce chapitre a été construit à l'aide des références bibliographiques données au point 3.4.14 ci-dessous. Nous examinerons successivement les sujets suivants. Cliquez sur la rubrique pour y accéder (il est préférable de les consulter dans l'ordre).
