Un puits de carbone est un réservoir naturel ou artificiel qui absorbe et stocke le carbone de l’atmosphère grâce à des mécanismes physiques et biologiques. Le charbon, le pétrole, les gaz naturels, l’hydrate de méthane et le calcaire sont autant d’exemples de puits de carbone. Après de longs processus et sous certaines conditions, ces puits ont stocké du carbone pendant des millénaires. Au contraire, l’utilisation de ces ressources, considérées comme fossiles, réinjecte le carbone qu’elles contiennent dans l’atmosphère. Aujourd’hui, d’autres puits de carbone entrent en jeu : les sols stockant l’humus (comme les tourbières), certains milieux en voie de végétalisation (comme la formation de forêts) et bien sûr certains processus biologiques et physiques qui se déroulent dans un environnement marin.
Ces processus forment la fameuse » pompe à carbone océanique « . Elle est composée de deux compartiments : une pompe biologique* qui transfère le carbone de surface vers les fonds marins via le réseau alimentaire (il y est stocké à long terme), et la pompe physique* qui résulte de la circulation océanique. Dans les régions polaires, l’eau plus dense s’écoule vers les grands fonds en entraînant le carbone dissous. En fait, aux hautes latitudes, l’eau stocke plus facilement le CO2 car les basses températures facilitent la dissolution du CO2 atmosphérique (d’où l’importance des régions polaires dans le cycle du carbone). Il est difficile de déterminer la quantité de carbone stockée par ces mécanismes, mais on estime que l’océan concentre 50 fois plus de carbone que l’atmosphère. Pour certains scientifiques, la mer profonde et sa colonne d’eau pourraient être le plus grand puits de carbone sur Terre, mais son avenir à grande échelle est encore inconnu. De plus, avec l’acidification des océans, ce processus pourrait devenir moins efficace en raison d’un manque de carbonates* disponibles.
Lorsqu’on parle de stockage de carbone, la notion de temps est cruciale. La pompe biologique est sensible aux perturbations. Par conséquent, elle peut être déstabilisée et réémettre du carbone dans l’atmosphère.
La pompe physique agit sur une autre échelle de temps. Elle est moins sensible aux perturbations mais elle est affectée sur le long terme. Une fois la machine activée, il sera difficile de l’arrêter. Le carbone, transféré dans la mer profonde grâce à la circulation océanique, est temporairement retiré du cycle de surface mais ce processus est assez mal quantifié. De plus, après un voyage de plusieurs centaines d’années, que deviendra ce carbone lorsque ces eaux referont surface ?