La photosynthèse à l'échelle de la planète

Nourrir la biosphère et oxygéner l'atmosphère

La photosynthèse ne nourrit pas seulement la plante : elle nourrit, directement ou non, la quasi-totalité du vivant.

Le point d'entrée de l'énergie

Toute chaîne alimentaire commence par un organisme producteur :

   SOLEIL
     |
     v
  [ producteurs ]  herbe, algues, phytoplancton      <- photosynthèse
     |
     v
  [ consommateurs I ]  herbivores
     |
     v
  [ consommateurs II ]  carnivores
     |
     v
  [ décomposeurs ]  bactéries, champignons

Chaque flèche perd environ 90 % de l'énergie, dissipée en chaleur. C'est pourquoi les chaînes alimentaires dépassent rarement quatre ou cinq maillons : au-delà, il ne reste plus assez d'énergie pour nourrir un niveau supplémentaire.

C'est aussi ce qui rend un régime carné coûteux en surface agricole : produire une calorie de bœuf demande environ dix fois plus de végétaux qu'en consommer une directement.

L'oxygène de l'atmosphère

L'atmosphère primitive de la Terre ne contenait pas d'oxygène libre. Il y a environ 2,4 milliards d'années, les cyanobactéries — premières photosynthétiques — ont commencé à en libérer massivement.

Avant :  atmosphère sans O₂,  vie anaérobie uniquement
         |
         |  cyanobactéries -> photosynthèse -> O₂
         v
Après :  Grande Oxydation      -> extinction massive des anaérobies
                               -> apparition de la respiration aérobie
                               -> formation de la couche d'ozone

Cet épisode, appelé la Grande Oxydation, fut la première pollution planétaire de l'histoire : un déchet métabolique, toxique pour la vie de l'époque, qui a transformé la planète. Il a aussi rendu possible la respiration aérobie — bien plus rentable — et donc, à terme, les organismes complexes.

Les combustibles fossiles

Le charbon, le pétrole et le gaz sont de la matière organique produite par photosynthèse il y a des centaines de millions d'années, enfouie avant d'avoir été décomposée.

photosynthèse (il y a 300 Ma)  ->  matière organique
                               ->  enfouissement, pression, temps
                               ->  charbon, pétrole, gaz

combustion (aujourd'hui)       ->  restitution du CO₂ à l'atmosphère

Brûler un combustible fossile, c'est libérer en un instant du carbone que la photosynthèse avait retiré de l'atmosphère sur des millions d'années. C'est la description physique la plus directe du dérèglement climatique actuel : un déséquilibre de vitesse entre un stockage très lent et un déstockage très rapide.

Un puits de carbone toujours actif

Aujourd'hui encore, la photosynthèse retire chaque année environ 120 milliards de tonnes de carbone de l'atmosphère. Les océans y contribuent autant que les forêts, via le phytoplancton — souvent oublié, il assure près de la moitié de la photosynthèse mondiale.

Ce puits absorbe environ un quart des émissions humaines. Il ne suffit pas à les compenser, mais sans lui, la concentration atmosphérique de CO₂ augmenterait bien plus vite.

En résumé