Le rôle de l’altération des terres dans la consommation de carbone et son impact sur le cycle global du carbone depuis la dernière période interglaciaire

Pourquoi les roches anciennes comptent pour le climat d’aujourd’hui

Quand on pense au changement climatique, on imagine habituellement des cheminées d’usine et des forêts, pas l’érosion lente des roches. Pourtant, la façon dont l’eau de pluie et les racines des plantes dissolvent la surface terrestre transfère discrètement le carbone de l’air vers les rivières et les océans, contribuant à stabiliser le climat de la Terre sur des dizaines de milliers d’années. Cette étude pose une question apparemment simple : alors que la planète oscillait entre âges glaciaires et périodes plus chaudes au cours des 120 000 dernières années, quelle a été l’importance réelle de cette « altération des roches » pour le cycle global du carbone et pour la montée et la baisse du dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique ?

Une nouvelle façon de rejouer 120 000 ans d’interactions roche‑eau

Les auteurs ont développé un nouveau cadre informatique baptisé modèle PCM‑weathering pour reconstituer la quantité de CO2 consommée par l’altération des roches continentales depuis la dernière période interglaciaire, la période chaude précédant la dernière ère glaciaire. Ils ont combiné un modèle global existant de végétation et de carbone avec des cartes détaillées des types de roches et un module d’altération qui réagit à la température, aux précipitations, au CO2 atmosphérique et à l’étendue des terres émergées. Cela leur a permis de suivre, cellule par cellule, comment forêts, sols et climat ont agi de concert pour dissoudre deux grands groupes rocheux : les silicates (comme le granite et le basalte) et les carbonates (comme le calcaire), chacun ayant des conséquences très différentes pour le stockage du carbone à long terme.

Deux types de roches, deux rythmes opposés

Les simulations montrent que les roches silicatées et carbonatées obéissent à des rythmes climatiques différents. L’altération des silicates, qui verrouille de façon permanente le CO2 atmosphérique dans de nouveaux minéraux marins, était plus active pendant les périodes interglaciaires chaudes et humides et plus faible pendant les périodes glaciaires froides et sèches. Son absorption globale de carbone variait approximativement entre 119 et 163 millions de tonnes de carbone par an, avec la plus forte activité dans les régions tropicales humides telles que l’Amazonie, le centre de l’Afrique, l’Asie du Sud et du Sud‑Est, et des parties du sud de la Chine. En revanche, l’altération des carbonates, qui recycle pour l’essentiel le CO2 vers l’atmosphère à des échelles de temps plus longues, s’est en réalité intensifiée pendant les âges glaciaires. À mesure que le niveau de la mer baissait, d’immenses plateaux continentaux riches en carbonates étaient exposés autour des tropiques, particulièrement en Asie du Sud‑Est, permettant à davantage d’eau de pluie et d’eau de sol de les dissoudre et portant l’altération des carbonates à environ 303–320 millions de tonnes de carbone par an aux maxima glaciaires, soit presque le double de certaines valeurs interglaciaires.

Climat, littoraux et forêts comme leviers cachés

En menant des expériences de sensibilité, l’équipe a identifié les facteurs qui ont piloté ces changements. Pour les silicates, le CO2 atmosphérique lui‑même est apparu comme le principal contrôle sur la majeure partie du dernier cycle glaciaire : un CO2 plus élevé favorisait une croissance végétale plus vigoureuse et un CO2 du sol plus important, accélérant ainsi la dégradation des roches. Les précipitations amplifiaient cet effet, tandis que des températures plus basses avaient tendance à le ralentir. Dans l’Holocène, plus stable, la température et les précipitations ont cependant pris une importance plus grande que le CO2 pour l’altération des silicates. L’altération des carbonates raconte une autre histoire : le levier dominant était l’étendue des terres exposées au fur et à mesure que les calottes glaciaires avancent et reculent et que le niveau de la mer monte et descend. Les zones de plateau récemment découvertes lors des bas niveaux marins glaciaires étaient des points chauds de dissolution des carbonates, alors que la montée des mers pendant les périodes chaudes submergeait ces plateformes et réduisait leur contribution.

Le rôle discret mais puissant de l’altération dans le bilan du carbone

Lorsque les auteurs ont additionné les flux sur des cycles glaciaires complets, ils ont constaté que la quantité totale de carbone consommée par l’altération des silicates et des carbonates dépassait largement les variations nettes de carbone stockées dans les forêts, les sols et les océans. Tant pendant la dernière interglaciaire que la dernière période glaciaire, l’altération des carbonates a retiré environ deux fois plus de carbone que l’altération des silicates, avec des absorptions particulièrement importantes en période glaciaire en raison de l’exposition accrue des plateaux. Bien qu’une grande partie du CO2 consommé par l’altération des carbonates finisse par retourner dans l’atmosphère via la chimie océanique, ces flux réorganisent néanmoins la façon dont le carbone est réparti entre la terre, la mer et l’air sur des millénaires. Le travail montre aussi que les configurations de la végétation modulent fortement où et quand l’altération est la plus intense, renforçant l’importance des forêts tropicales comme moteurs du prélèvement du carbone à long terme.

Ce que cela signifie pour notre avenir

En regardant vers l’avenir, le modèle suggère que, à mesure que le réchauffement d’origine humaine stimule la croissance des plantes et l’activité des sols, l’altération chimique sur les terres s’intensifiera dans tous les scénarios d’émissions futurs. Selon les trajectoires à fortes émissions, les flux globaux d’altération des silicates et des carbonates pourraient plus que doubler d’ici 2100. Cette accélération n’annulera pas les émissions rapides de CO2 d’origine humaine à l’échelle des temps humains, mais elle agira comme un frein naturel lent sur le CO2 atmosphérique sur de très longues périodes. Le message principal de l’étude pour le grand public est que la peau rocheuse de la planète n’est pas inerte : elle constitue un système actif et sensible au climat. À mesure que les calottes glaciaires avancent et reculent, que les littoraux se déplacent et que les forêts s’étendent ou se contractent, l’équilibre entre altération des silicates et des carbonates remanie en permanence les comptes du carbone de la Terre, contribuant à maintenir le climat dans une fourchette de conditions propices à la vie sur le temps profond.

Citation: Xu, S., Wu, H., Yuan, Y. et al. The role of land weathering in carbon consumption and its impact on global carbon cycling since the Last Interglacial period. Sci Rep 16, 14575 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44594-2

Mots-clés: altération chimique, cycles glaciaire–interglaciaire, cycle du carbone, roches silicatées et carbonatées, boucles climatiques