Cycles Biogéochimiques Eric Ceschia http://www.cesbio.ups-tlse.fr/ Tel : 05 61 55 85 77 e-mail : [email protected] PLAN Introduction • Définitions • Perspectives historiques et mise en place des cycles • Organisation du vivant I Le cycle de l’Eau • Répartition à la surface du globe • Les flux hydriques • L’eau dans la Végétation, le sol et l’atmosphère • Impact de l’homme sur son cycle II Le cycle du Carbone • Réservoirs et stocks • Echanges et flux • Perturbation du cycle par l’homme III Le cycle de l’Azote • Fixation de l’N atmosphérique • Assimilation de l’N par la végétation et minéralisation • Différentes boucles du cycle de l’N •I mpact de l’homme sur son cycle IV Les cycles du Phosphore et du Soufre Perspective Historique L’Hadéen (-4.56 à 4.016 Ga) - Formation de la terre primitive zonée (agglomération , différentiation par gravité - Apparition des continents - Dégazage et première atmosphère primitive : H, Ar, N, Ne, He - Deuxième atmosphère dense (dégazage des volcans) : N, CO2, H2O, SO2, HCl, NH3, CH4 - Refroidissement et pluies acides qui altèrent la croûte terrestre silicatée (premiers sédiments et captage de CO2). - Apparition de la vie ? L’Effet de Serre, un phénomène nécessaire à la vie L’Effet de Serre, principe L’Archéen (-4.016 à 2.5 Ga) - Rayonnement solaire faible et atmosphère riche en Gaz à Effet de Serre (GES) : H2O, CO2, CH4 - Elimination rapide d’une partie du CO2 suite à la formation de calcaire (CaCO3) précipité et puis retour à la surface via la tectonique des plaques (Cycle Long du C inorganique !!!). Il y a aussi des dépôt de Matière Organique (MO) primitive. - Apparition des bactéries (pourpres et vertes) oxydant le soufre réduit (dissolution des sulfates dans l’hydrosphère) - Apparition des cyanobactéries (début de la photosynthèse) : production d’O2. C’est le début du Cycle Court du C organique !!! Noter : impact du vivant sur les cycles !!! Le Protérozoïque (-2.5 Ga à 544 Ma) - Instabilité thermique - Gros dépôts de roche sédimentaire riches en fer (suivi de l’Oxygénation de l’atmosphère) - Apparition des Eucaryotes et accélération de l’oxygénation de l’atmosphère (qui atteint son niveau actuel en O2 à la fin de cette période) La formation de la couche d’Ozone permet le développement de la vie continentale Conquête des continents! Explosion de la vie ! Et accélération des transferts d’éléments !!! Le Phanérozoique (544 Ma à maintenant) - Apparition des plantes à vaisseaux conducteurs et à racines - Conquête des continents par les végétaux et les animaux. C’est l’avènement de la Grande Forêt qui recouvre tous les continents - Forte instabilité thermique avec des alternances de périodes de planète-igloo et de périodes de planète-serre, Enfouissement du C organique : il constituera les gisements de pétrole, charbon… La biosphère subit des évolutions liées au climat… La biosphère subit des évolutions liées au climat… La biosphère subit des évolutions liées au climat… …et elle s’organise en biomes Organisation en lien avec le climat Organisation en lien avec le climat et les gradients altitudinaux