Comme le montrent les mesures à l’observatoire de Mauna Loa à Hawaii, la pression partielle de CO2 atmosphérique a fortement augmenté depuis 315 ppm à la fin des années 50, pour atteindre aujourd’hui la teneur de 400 ppm (parties par million en volume). À part une petite variation saisonnière (< 10 ppm), l’évolution continue du CO2 correspond à une augmentation annuelle d’environ 1 à 2 ppm. En tenant compte des mesures équivalentes pour d’autres stations, on peut directement convertir cette augmentation en milliards de tonnes (GtC) de carbone par an (ou pétagramme : 1015 g PgC). Actuellement, l’évolution du stock atmosphérique est d’environ 4 à 5 GtC/an. Cette augmentation peut être comparée directement avec les différentes émissions d’origine anthropique, notamment la combustion des fuels fossiles et la déforestation. L’émission actuelle est estimée à environ 10 GtC/an. En considérant les bilans d’émissions depuis le début de l’ère industrielle, il est aussi possible d’estimer un total cumulé d’environ 350 GtC injecté sous forme de CO2 dans l’atmosphère (ou ≈ 530 GtC si l’on inclut la déforestation). La comparaison directe entre les émissions de CO2 et l’évolution du stock atmosphérique montre qu’environ la moitié du CO2 émis n’est plus dans l’atmosphère. Cette constatation au premier ordre est vraie à la fois pour l’augmentation actuelle (10 vs 5 GtC/an) et pour les évolutions cumulées depuis la teneur préindustrielle de 280 ppm mesurée dans les bulles des carottes de glace de l’Antarctique. En fait, les molécules de gaz carbonique en excès ont diffusé vers d’autres réservoirs du cycle du carbone, notamment la biosphère terrestre et les sols ainsi que l’océan dont il est question dans ce cours.
L’océan est un énorme réservoir de carbone qui en contient environ 60 fois plus que l’atmosphère. Les flux bruts annuels entre l’atmosphère et l’océan sont un ordre de grandeur plus important que la perturbation anthropique. Néanmoins, ces flux bruts conduisaient à un équilibre qui maintenait des stocks de carbone à l’état stationnaire au cours des siècles et millénaires. Malgré la relative petitesse du flux de carbone anthropique, il est possible de suivre sa pénétration dans l’océan et de quantifier le stockage annuel pour vérifier le bilan établi en calculant la différence entre les émissions et le stock atmosphérique.
