Qu’est-ce que l’Enhanced Rock Weathering, la technique permettant de réduire les émissions de CO2 des terres agricoles

Alexis Tremblay
Alexis Tremblay

Ces dernières années, l’intérêt pour les nouvelles approches et technologies visant à accélérer la séquestration du CO2 de l’atmosphère. Parmi celles-ci, la technique deAltération améliorée des roches (ERW) appliquée aux terres agricoles apparaît comme une solution économiquement et écologiquement avantageuse, capable de garantir émissions négatives. Dans cet article, nous explorerons en détail ce que représentent les REG, leur potentiel ainsi que les principaux défis et limites liés à leur adoption.

En quoi consiste l’altération améliorée des roches pour les émissions de CO ?2

L’altération améliorée des roches (ERW) est une technique visant à accélérer le processus naturel de dégradation chimique des silicates. Pour atteindre cet objectif, l’approche prédominante consiste écrasement Et dispersion de fines particules provenant de roches riches en minéraux silicatés, en particulier en minéraux de calcium et de magnésium, dans les terres agricoles. Le roches basaltiques ils sont parmi les plus utilisés car ils contiennent des minéraux avec une composition chimique idéale, comme augiti ((Ca, Na) (Mg, Fe, Al) (Al, Si)2OU6) Et olivines ((Mg,Fe)2OuiO4), se dégradent rapidement et sont largement disponibles dans le monde, garantissant ainsi une plus grande applicabilité à grande échelle de l’approche. Les estimations théoriques suggèrent qu’une altération d’environ une tonne de roches basaltiques ou de roches ultrabasiques peuvent séquestrer entre 0,3 et 0,8 tonnes de CO2.

Image

Essentiellement, les restes explosifs des guerres visent à amplifier surface de contact entre les minéraux et l’atmosphère, augmentant ainsi le nombre d’interactions et permettant l’absorption de plus grandes quantités de dioxyde de carbone dans des délais plus courts. Les ions générés par la dégradation des silicates sont ensuite véhiculés par les eaux de ruissellement et d’infiltration, puis transférés vers les mers et les océans.

L’utilisation sur des terres agricoles apporte un certain nombre d’avantages supplémentaires. Le cahier des charges composition chimique des solsles activités des usines et celles microbiote ce sont tous des facteurs qui pourraient accélérer les réactions de dégradation de silicates. En plus de favoriser la soustraction du CO2 de l’atmosphère, la dispersion des silicates dans les terres agricoles améliore la qualité du solaugmentant son pH et augmentant la présence de nutriments essentiels, tels que le calcium, le magnésium et le potassium, qui sont libérés lors de la dégradation chimique, augmentant ainsi la productivité des plantes

Avantages et inconvénients de cette technique

Les estimations théoriques suggèrent qu’en appliquant des REG sur environ 50 % des terres agricoles dans le monde, il pourrait être possible d’éliminer plus de 2 milliards de tonnes de dioxyde de carbone par an. Il est important de noter, cependant, que les REG sont une approche de conception récente. Des projets pilotes et des études de faisabilité sont en cours principalement au Brésil, en Inde, en Chine, en Angleterre et aux États-Unis. En conséquence, nous ne disposons pas encore de données suffisantes sur les activités réelles de REG pour confirmer ou infirmer les prévisions théoriques.

En tant que technologie émergente et en développement, les REG ont encore de nombreux questions non résoluesnon seulement sur son potentiel réel, mais aussi sur ses impacts à long terme sur l’atmosphère, les sols et les océans. De nombreuses questions se posent également quant aux facteurs qui influencent son efficacité. Une étude récemment publiée dans « Nature Scientific Report » souligne comment des facteurs tels que structurele composition chimique et le porosité du solle degré de saturation, la taille et la disposition des particules de roche concassée au sein des sols, jouent un rôle clé dans la cinétique des réactions de dégradation. La composition chimique des roches utilisées n’est pas moins importante : par exemple, toutes les roches basaltiques ne conviennent pas aux restes explosifs de guerre.

D’autres incertitudes concernent l’évolutivité des restes explosifs de guerre. Des variables telles que les précipitations, les températures et les caractéristiques du sol déterminent les zones les plus appropriées pour l’application de cette technique. Par exemple, pour garantir une efficacité optimale avec les poudres de basalte, il faut précipitations annuelles qui dépasse je 1200 millimètres et de températures annuelles moyennes de sols dépassant i 15°C. La disponibilité et la disponibilité des matières premières sont également essentielles à la faisabilité du procédé. La plupart des coûts liés aux restes explosifs de guerre sont en effet associés à l’extraction, au concassage et au transport des roches, et ceux-ci augmentent proportionnellement à la distance du site d’extraction.

Image

En conclusion, même si de nombreuses études théoriques indiquent les REG comme une solution pour accélérer le captage du dioxyde de carbone, le chemin vers leur application à grande échelle est encore long. Ce n’est qu’au cours des prochaines années que nous pourrons véritablement évaluer l’efficacité et la faisabilité réelle de cette technologie.

Quelle est la dégradation chimique des silicates

Les roches qui composent la croûte terrestre en sont constituées à plus de 90 %. silicates. Ces minéraux sont constitués de silicium (Si) et d’oxygène (O) associés à d’autres éléments du tableau périodique comme l’aluminium (Al), le potassium (K), le sodium (Na), le manganèse (Mn), le magnésium (Mg), fer (Fe), calcium (Ca). La plupart des minéraux silicatés proviennent de la croûte terrestre à travers le lent refroidissement des magmas sur le chemin qui monte ei processus de métamorphisme.

Les silicates sont stables dans les conditions de température et de pression élevées dans lesquelles ils se sont formés dans la Terre. Cependant, une fois remontés à la surface, la stabilité chimique de nombreux silicates est réduite. Ceci est dû, entre autres, à l’exposition à des conditions environnementales différentes de celles de la formation et àinteraction avec les eaux de surfacequi, avec le temps, provoquent un ralentissement lent mais altération et dissolution irréversibles. Le processus de dégradation chimique des silicates est connu sous le nom de «altération chimique« , ou encore « altération de la silice» (dégradation des silicates). L’altération est un long processus naturel qui contribue à façonner le visage de notre planète. Mais pas seulement. En effet, la dégradation chimique des silicates joue un rôle essentiel dans le cycle du carbone, en régulant les concentrations de CO2 dans l’atmosphère, avec des effets à long terme sur températures mondiales.

Le dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère se dissout dans l’eau de pluie, formant un acide carbonique léger (H2CO3) qui, au contact des roches en surface dissout progressivement les composants silicatés moins stable. Cette réaction transforme l’acide carbonique en bicarbonate (HCO3) et libère en même temps d’autres ions métalliques qui étaient des composants originaux du minéral. De cette façon, le le carbone est éliminé de l’atmosphère et ne contribue pas davantage à l’effet de serre. Viennent ensuite les produits d’altération transporté par les rivières vers les mers et les océans. Ici, en interagissant avec les métaux présents dans l’eau, des composés tels que se forment carbonate de calcium (CaCO3), qui sera ensuite déposé sur les fonds marins piéger le carbone dans les sédiments.

Image

Le processus naturel d’élimination du CO2 de l’atmosphère par l’altération des silicates et leur piégeage ultérieur dans les sédiments marins peuvent nécessiter plusieurs des centaines de milliers d’années à plus d’un million d’années. La durée est influencée par la concentration atmosphérique de dioxyde de carbone présente et la présence de roches altérables à la surface. Ceux-ci sont à leur tour conditionnés paractivité volcaniquele tectonique local, je taux de précipitations et ceux de érosion des roches. Malgré cela, on pense que l’altération des silicates a joué un rôle essentiel dans l’accélération du rétablissement du climat et de la stabilisation des températures mondiales après certaines des crises environnementales majeures documentées dans l’histoire géologique de la Terre.

Image

Bibliographie

Liu, Z., et al., 2011 – Géochimie appliquée, 26, S292-S294 te Pas, EE, et al., 2023 – Frontiers in Climate, 4, 954064 Reershemius, T., 2023 – arXiv:2302.05004 Deng, H ., 2023 – Scientific Reports, 13, 9765 Beerling, DJ, 2020 – Nature, 583, 242-248 Kantzas, EP, et al., 2022 – Nature Geoscience, 15, 382-389 Strefler, J., et al., 2018 – Environmental Research Letters, 13, 034010 Hessler, AM, 2017 – Geology, 45, 911-914 Kump, LR, 2018 – Philosophical Transactions of the Royal Society A : Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 376, 20170078 Kemp LR, 2022 – Géochimie appliquée, 146, 105465