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Le gulf stream ralenti


BIBICHE76
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A partir de quelle concentration en CO2 ? (dans les conditions de l'expérience que je propose)

ben à la concentration d'équilibre entre les deux phases en prenant en compte le phénomène d'absortion de matière dans le ilieu fluide..problème ouvert!
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ben à la concentration d'équilibre entre les deux phases en prenant en compte le phénomène d'absortion de matière dans le milieu fluide..problème ouvert!

Je ne trouve pas la réponse à cette question...Je précise que je considère la cloche suffisement grande pour que l'augmentation de la concentration en CO2 (injection) dans l'air n'induise pas une augmentation de la pression de l'air (on reste à une atmosphère). Est-ce possible qu'à partir d'un certain moment, aucune molécule de C02 puisse passer dans l'eau ?

Que fais le CO2 "libre" dans l'eau, il s'intègre comment dans le réseau des molécules d'eau ? ( <=> solubilité g/L )

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Piste :

La carbonatation se produit lorsque l'on ajoute du dioxyde de carbone à un liquide à base d'eau. Le dioxyde de carbone réagit chimiquement avec les molécules d'eau pour former de l'acide carbonique de la manière suivante :

CO2 + H2O => H2CO3 (acide carbonique)

C'est cet acide qui vous stimule la langue lorsque vous buvez une boisson gazeuse. Cette réaction fonctionne bien lorsque l'eau est sous pression, mais à la pression atmosphérique, la réaction à tendance à s'inverser. C'est la raison pour laquelle les boissons gazeuses pétillent à l'ouverture puis finissent par s'éventer. La quantité de dioxyde de carbone dissous peut atteindre 8 g/litre.

• Paramètres pour une bonne carbonatation

Les paramètres suivants concernant le liquide ou l'eau traité(e) influent sur l'efficacité de la carbonation :

Température

(augmentation de la température > diminution de la solubilité du CO2)

Concentration de substances dissoutes

(augmentation des substances dissoutes > diminution de la solubilité du CO2)

Pression du liquide

(augmentation de la pression > augmentation de la solubilité)

Niveau d'O2 dissous dans le liquide

(pour une carbonatation efficace, une faible concentration en O2 dissous (ainsi qu'en N2) est recommandée. C'est pourquoi l'on procède à une désoxygénation au CO2 avant d'attaquer la carbonatation proprement dite, principalement pour produire les sodas, de l'eau gazeuse et la bière)

http://www.airliquide.com/fr/business/indu...carbonation.asp

Intéressant car on sais que :

1 - Les eaux de surface océaniques se réchauffent

2 - Il y a environ 4g/L de sels divers dans l'eau de mer

3 - Il y a d'autres gaz dissous (02 et N2) que le C02 dans l'eau de mer

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oui mais là faut y aller.....8g/l je n'avais pas envie d'évoquer une carbonatation des océans quand même!

default_crying.gif

Tu y vas fort! là quand même?

C'est une approche complètement théorique GD default_crying.gif

La formation d'acide carbonique a lieu dans les océans même avec une pression partielle de 378ppm dans l'atmosphère.

8g/L c'est sous pression.

NB - On mesure actuellement une acidification des eaux océaniques. "Une élévation de la concentration en CO2 de 2000 ppm sur quelques millions d'années donne une diminution de pH limitée à 0,5 unités, mais en quelques siècles la même augmentation de C02 acidifie l'océan de 0,8 unité de pH" (le pH moyen de l'eau de mer est actuellement d'environ 8,2)

pH.jpg

Légende : "Variation du pH de l'océan en fonction du temps et de la concentration en CO2 dans l'air (cette concentration, représentée par la courbe du haut). Cette concentration de CO2 dans l'air s'exprime en parties par million, ou ppm, sachant que 1 ppm = 1 millilitre par m3". ( http://www.manicore.com - Source : Caldeira & Wickett, Science, 2003 )

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C'est une approche complètement théorique GD default_crying.gif

La formation d'acide carbonique a lieu dans les océans même avec une pression partielle de 378ppm dans l'atmosphère.

8g/L c'est sous pression.

NB - On mesure actuellement une acidification des eaux océaniques. Une élévation de la concentration en CO2 de 2000 ppm sur quelques millions d'années donne une diminution de pH limitée à 0,5 unités, mais quelques siècles la même augmentation de C02 acidifie l'océan de 0,8 unité de pH.

t-pH.jpg

Légende : "Variation du pH de l'océan en fonction du temps et de la concentration en CO2 dans l'air (cette concentration, représentée par la courbe du haut). Cette concentration de CO2 dans l'air s'exprime en parties par million, ou ppm, sachant que 1 ppm = 1 millilitre par m3".

encore une fois alors mettons un warning dans le corps du message!

Ca va être pris au pied de la lettre sinon.

La carbonatation de certaines sources est possible et l'on peut en trouver à l'état naturel par contre!

default_crying.gif

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Données utiles (à 25°C sans doute) :

CO2/HCO3 : pKa = 6,3

HCO3/CO3 : pKa = 10,3

acide.gif

A 12 °C et 14°C cela donne quoi ?

pH eau de mer = ... + ... + .... + ..... ? ça fait longtemps que j'ai pas fait ce genre de calculs avec pKa et compagnie

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Données utiles (à 25°C sans doute) :

CO2/HCO3 : pKa = 6,3

HCO3/CO3 : pKa = 10,3

A 12 °C et 14°C cela donne quoi ?

acide.gif

vive les équilibres chimiques!Franchement cela n'aporte pas grand chose non?

Les concentrations en CO2 sont faibles dans notre cas.

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vive les équilibres chimiques!

Franchement cela n'aporte pas grand chose non?

Les concentrations en CO2 sont faibles dans notre cas.

Détrompes toi : on mesure déjà une acidification des océans à cause de nos émissions de C02 :

L'acidification des océans menace les organismes marins - Communiqué de presse du CNRS

http://www.communique-de-presse.com/content/view/3292/2/

" Dans 50 à 100 ans, les squelettes externes de certains organismes marins pourraient commencer à se dissoudre et à ne plus pouvoir se former. La cause ? L'acidification de l'eau de mer, entraînée par l'absorption par les océans du dioxyde de carbone en augmentation dans l'atmosphère. Ces travaux, menés par une équipe internationale composée notamment de chercheurs de trois laboratoires français (1) sont publiés dans la revue Nature du 29 septembre 2005.

La combustion des énergies fossiles entraîne en moyenne, chaque jour et par personne, la production de 11 kg de dioxyde de carbone dont 4 kg sont absorbés par l'océan. Au total, ce sont plus de 25 millions de tonnes de gaz carbonique qui se combinent quotidiennement avec l'eau de mer. Cette réaction provoque l'acidification de l'eau de mer, ce qui limite la synthèse de carbonate de calcium, la principale brique du calcaire dont le squelette externe des organismes marins est constitué. En utilisant des données récentes et 13 modèles numériques, une équipe d'océanographes Européens, Japonais, Australiens et Américains a simulé l'évolution des carbonates à partir des scénarios d'émissions de CO2 établis par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat.(GIEC). Le scénario standard (2) prévoit que dans environ 50 ans les eaux de surface les plus froides de l'océan, comme en mer de Weddell au large de l'Antarctique, vont devenir corrosives pour une forme de calcaire appelée aragonite. Ainsi les « ptéropodes » sont en danger, la coquille de ces mollusques planctoniques qui nagent dans la couche supérieure de l'océan étant en aragonite. Et si le CO2 atmosphérique continue d'augmenter, il est très probable que vers la fin de ce siècle l'eau de mer devienne corrosive pour l'aragonite dans tout l'océan Austral ainsi que dans une partie du Pacifique Nord. Ces organismes calcaires, très abondants dans ces régions, pourraient donc ne plus être capables de constituer leur coquille. Un tel environnement corrosif serait sans précédent depuis probablement plusieurs millions d'années.

Pour compléter ces estimations, des expériences en mer ont montré que les coquilles des ptéropodes vivants se dissolvaient effectivement quand l'eau de mer atteignait les conditions corrosives prévues pour l'année 2100. La diminution des ptéropodes pourrait provoquer des réactions en chaîne, puisqu'ils constituent la nourriture de base d'organismes allant du zooplancton à la baleine, en passant par des espèces commercialement importantes comme les saumons dans le Pacifique Nord. Les coraux sont également menacés par cette acidification, particulièrement ceux baignés dans les eaux froides, comme l'Océan Atlantique Nord, qui devraient se dissoudre en premier. Car si leur squelette de carbonate de calcium est indispensable pour leur propre développement, celui-ci fournit également l'habitat aux poissons hauturiers, aux anguilles, aux crabes, aux oursins... le squelette externe de ces derniers étant aussi menacé directement par l'acidification. Préciser l'impact de ces changements sur les écosystèmes et la biodiversité est un défi que les recherches futures devront relever.

Notes :

1) Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (LSCE/IPSL : CEA – CNRS)

Laboratoire d'océanographie et du climat : expérimentations et analyses numériques (LOCEAN/IPSL : CNRS – IRD – MNHN – Université Paris 6)

Laboratoire d'études en géophysique et océanographie spatiales (LEGOS : CNRS – CNES – IRD – Université Toulouse 3)

2) Scénario IS92a « business-as-usual »

Références :

Anthropogenic ocean acidification over the twenty-first century and its impact on calcifying organisms, Orr J. et al., Nature, 29 septembre 2005 " - http://www.ipsl.jussieu.fr/~jomce/acidific...Nature04095.pdf

acidification.jpg

Légende figure 4 p683 : Key surface carbonate chemistry variables as a function of pCO2. Shown are both [CO3--] (solid lines) and [CO2(aq)] (dashed lines) for average surface waters in the tropical ocean (thick lines), the Southern Ocean (thickest lines) and the global ocean (thin lines).

Solid and dashed lines are calculated from the thermodynamic equilibrium approach. For comparison, open symbols are for [CO3--] from our non-equilibrium, model-data approach versus seawater pCO2 (open circles) and atmospheric pCO2 (open squares); symbol thickness corresponds with line thickness, which indicates the regions for area-weighted averages. The nearly flat, thin dotted lines indicate the CO3-- for seawater in equilibrium with aragonite (‘Arag. sat.’) and calcite (‘Calc. sat.’).

On observe un effondrement de la concentration en carbonates et une augmentation de la concentration en C02 dans l'eau. La relation entre CO2aq et pCO2 est linéaire dans la gamme des concentrations étudiées : de 0 à 2000 ppm. Cette relation continue t-elle a être linéaire si pC02 continue à monter ? Quelle est la limite ? (c'est la question que j'ai posé un peu plus haut dans cette discussion)
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ils ont mesuré quoi???

le delta ph/ph en local sur trois récifs coraliens?

Ou ils ont interprété les résultats des simulations sans s'intéresser localement au partage de l'espèce CO2 entre l'atmosphère et le milieu fluide?

Là je ne vois pas ce qu'ils ont fait! default_crying.gif

Je vaisl lire avant de complètement tirer dessus, l'article de nature mais en première approche, ils couplent un modèle circulation fluide avec un modèle climato...

Donc pas top à mon sens vu qu'aucun n'est validé séparément... default_crying.gif

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Je repose cette question restée sans réponse car j'aimerais vraiment en savoir plus :

co2.jpg

Il n'y a pas de saturation de l'eau de mer en CO2.

Une fois tout le carbonate consommé, le CO2 continue de se dissoudre dans l'eau de mer en suivant la loi de Henry.

K = pCO2/[CO2]d

Bien entendu cette quantité de CO2 "consommé" est moins importante sans carbonate qu'avec.

Il est donc assez facile de déterminer le CO2 dissout dans le cas de l'eau pure.

Dans le cas qui nous occupe c'est extrèmement difficile.

Il faut tenir compte des équilibres chimiques, du bilan CO2 total (entrées de carbonate et de bicarbonate terrestre), vitesse de mélange avec couche profonde en contact avec les fonds marins riches en carbonates solides,..., j'en passe.

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Il n'y a pas de saturation de l'eau de mer en CO2.

Une fois tout le carbonate consommé, le CO2 continue de se dissoudre dans l'eau de mer en suivant la loi de Henry.

K = pCO2/[CO2]d

Bien entendu cette quantité de CO2 "consommé" est moins importante sans carbonate qu'avec.

Il est donc assez facile de déterminer le CO2 dissout dans le cas de l'eau pure.

Dans le cas qui nous occupe c'est extrèmement difficile.

Il faut tenir compte des équilibres chimiques, du bilan CO2 total (entrées de carbonate et de bicarbonate terrestre), vitesse de mélange avec couche profonde en contact avec les fonds marins riches en carbonates solides,..., j'en passe.

Merci beaucoup Météor pour cette info. C'est donc une relation linéaire. Cette relation est dépendante de la température K = f(T) - Quelle est la loi ? (quand T°C augmente, le CO2 passe de la phase eau à la phase air). Comment une augmentation de 2°C déplace l'équilibre ? Et de 6 °C ?

Ceci pour essayer de calculer la quantité de C02 qui peut passer de l'océan vers l'atmosphère si la température monte entre 2 et 6°C d'ici 2100. On peut considèrer dans un premier temps uniquement la couche superficielle des océans (on néglige les apports de C02 de la couche inférieure).

On connait pC02 actuelle et [CO2]aq actuelle (moyenne des valeurs des eaux de surface océanique)

NB - Réservoir hydrosphère = 39 000 milliard de tonnes de carbone.

Atmosphère : 750 milliards de tonnes

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Merci beaucoup Météor pour cette info. C'est donc une relation linéaire. Cette relation est dépendante de la température. Quelle est la loi ?

oui K augmente avec la température.Autrement dit pour une même pression partielle de CO2 la quantité de CO2 dissous diminue.(on s'en serait douté! default_w00t.gif )

Ce qui veut dire aussi que le CO2 dissous dégaze dans l'atmosphère lorsqu'on élève la température, ou encore que le pouvoir de dissolution de l'eau diminue quand la température s'élève.

Concernant l'eau de mer j'ai une valeur de 4.23% d'augmentation de la pCO2 (ou teneur) par °C (Takahashi et al 1993).

Ce qui veut dire que grosso-modo, en cas de RC de l'océan de 3°C (pas facile de voir entre parenthèses s'il s'agit de l'océan en entier ou de la couche supérieure) et en tenant compte d'une augmentation à 800 ppm par exemple de la teneur en CO2, la température de l'océan serait responsable de 100 ppm sup de CO2.

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oui K augmente avec la température.

Autrement dit pour une même pression partielle de CO2 la quantité de CO2 dissous diminue.(on s'en serait douté! default_w00t.gif )

Ce qui veut dire aussi que le CO2 dissous dégaze dans l'atmosphère lorsqu'on élève la température, ou encore que le pouvoir de dissolution de l'eau diminue quand la température s'élève.

Concernant l'eau de mer j'ai une valeur de 4.23% d'augmentation de la pCO2 (ou teneur) par °C (Takahashi et al 1993).

Ce qui veut dire que grosso-modo, en cas de RC de l'océan de 3°C (pas facile de voir entre parenthèses s'il s'agit de l'océan en entier ou de la couche supérieure) et en tenant compte d'une augmentation à 800 ppm par exemple de la teneur en CO2, la température de l'océan serait responsable de 100 ppm sup de CO2.

Intéressantes données de Takahachi.. Tu en sais plus sur la relation K=f(T) ? (au pifomètre je ne pense pas qu'elle soit linéaire)

Et 100ppm de plus, cela augmente encore la température. Tu as aussi des données concernant la relation mathématique entre [CO2]atm et température ? 100 ppm encore en plus, cela nous fais du +/- un degré en plus ? et donc si la température augmente de 1 degré, c'est encore plus de C02 a passer dans l'atmosphère (+4,23% soit d'après tes données + mini 33ppm) ?

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Au hasard?

k(T)=A.exp(-Ea/RT) non?

ou alors une loi linéaire pit être.?

ça y est, je me rappelle de cette loi quand on étudie les variations de concentration en oxygène de l'eau en fonction de la température pour les poissons (en rivière etc...)

Avec comme mot clé "loi de henry", c'est plus facile.

La loi de Henry qui établit à l'équilibre les concentrations en gaz dissous dans un liquide s'écrit :

xi = pi/Hi

Avec :

xi : fraction molaire du gaz "i". C'est le rapport du nombre de moles de gaz "i" au nombre total de moles de la solution. Même pour une eau assez fortement minéralisée on peut déterminer que ce nombre est peu différent de NT=55,6 mol.L-1 : nombre de moles d'eau contenues dans un litre d'eau.

pi : pression partielle du gaz "i" dans la phase gazeuse égale au produit de la pression totale de la phase gazeuse par la fraction représentative de la composition volumique (ou molaire).

Hi : Constante de Henry du gaz "i". Cette "constante" est fonction de la température et présente un maximum (qui correspond au minimum de solubilité) qui est fonction du gaz : vers 100 ºC pour l'oxygène et l'azote, 130 ºC pour le dioxyde de carbone. (...)

Suite : http://perso.wanadoo.fr/bernard.pironin/aquatech/henry.htm

Passé 130 °C, on est tranquiles car K (pour le C02) redescend ! default_w00t.gif

...Sauf qu'il y a plus beaucoup d'eau liquide à 130°C default_w00t.gif (et l'évaporation de l'eau augmente l'effet de serre... default_w00t.gif )

henry.gif

henry-co2.gif

En passant de 10 à 20°C, K est multiplié par 1,5

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Au hasard?

k(T)=A.exp(-Ea/RT) non?

ou alors une loi linéaire pit être.?

Il faut que je recherche mais je pense à une évolution un peu comme la pression de vapeur sat en fonction de la température, donc un peu comme tu dis , en exponentielle.Sinon pour PB , il y a une loi qui donne le forçage en fonction de la ccion en CO2, mais ce n'est pas suffisant car il faut ajouter l'effet rétroactif positif de la vapeur d'eau.

Ceci dit le forçage est en log.

Une variation de 100 ppm de 280 à 380 est 2 fois plus importante que la même variation entre 880 et 980ppm.

La variation dans le premier cas est de l'ordre de 0.7°C, dans le 2ème elle est donc de 0.3 à 0.4°C, très grosso-modo.

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Pour l'eau de mer, K est 20% inférieur à sa valeur pour l'eau douce, en raison de la compétition entre gaz dissous et sels dissous - http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Henry

Cela veut dire que [CO2]aq est plus faible dans l'eau de mer que dans l'eau douce (pour une pC02 donnée).

Ce sont des banalités mais il y a des banalités particulièrement intéressantes dans le contexte du réchauffement climatique...

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Pour l'eau de mer, K est 20% inférieur à sa valeur pour l'eau douce, en raison de la compétition entre gaz dissous et sels dissous - http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Henry

Cela veut dire que [CO2]aq est plus faible dans l'eau de mer que dans l'eau douce (pour une pC02 donnée).

Ce sont des banalités mais il y a des banalités particulièrement intéressantes dans le contexte du réchauffement climatique...

20% ce n'est pas une banalité c'est extrèmement important, mais ce qui contrôle surtout l'absorption du CO2 en milieu océanique , c'est le stock et le flux de carbonate et aussi,ne l'oublions pas, le phytoplancton.
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Quelle est l'influence de la température sur l'équilibre HC03-/C03-- au niveau des eaux de surface océaniques ?

NB - Des données très intéressantes sur les carbonates en milieu océanique ici : http://www.fadr.msu.ru/mmc/bloom/carbloom.html

remarque je comprends mieux pourquoi l'influence est iportante dans les récifs coraliens si la cinétique dépend aussi de la température et donc pourquoi l'article donne les résultats dans des zones chaudes! default_wink.png/emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">
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remarque je comprends mieux pourquoi l'influence est iportante dans les récifs coraliens si la cinétique dépend aussi de la température et donc pourquoi l'article donne les résultats dans des zones chaudes! default_biggrin.png/emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

EDITION : je sais pas, c'est compliqué default_wink.png/emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

Quelle est l'influence de la température sur l'équilibre HC03-/C03-- au niveau des eaux de surface océaniques ?

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