La concentration totale des espèces carbonées inorganiques dissoutes dans l'eau — principalement CO2(aq), H2CO3, HCO3− et CO3^2− — généralement exprimée comme carbone inorganique dissous (DIC) en µmol kg−1 ou mmol m−3, et centrale pour la chimie carbonatée de l'eau de mer et le cycle du carbone.

Principe

Le DIC est gouverné par les échanges gazeux avec l'atmosphère, l'absorption et la respiration biologiques, les équilibres carbonatés (la spéciation dépend de pH, température et salinité) et la reminéralisation diagénétique de la matière organique dans les sédiments ; la répartition entre CO2, HCO3− et CO3^2− varie avec le pH et la force ionique.

Démonstration

Le DIC interstitiel augmente souvent avec la profondeur dans les sédiments à mesure que la matière organique est reminéralisée par la respiration hétérotrophe, la réduction du sulfate et la méthanogenèse ; les eaux de surface montrent des diminutions diurnes de DIC dues à la photosynthèse et des augmentations nocturnes liées à la respiration.

Mauvaise application

Utiliser le DIC comme synonyme de CO2 aqueux ou supposer une spéciation constante sur des gammes de pH et température entraîne des erreurs ; interpréter des variations de DIC sans contraindre l'alcalinité et le pCO2 peut aussi induire en erreur.

Conséquence

Des mesures précises de DIC permettent de calculer le pH, les états de saturation carbonatée et les flux de carbone entre sédiments, colonne d'eau et atmosphère, et sont essentielles pour évaluer l'enfouissement du carbone et l'acidification des océans.

Inversion

Se concentrer uniquement sur le carbone organique particulaire ou le carbone organique total fait abstraction du pool inorganique dissous qui module la chimie acide‑base et la formation/dissolution de minéraux carbonatés à long terme.

Limite

Désigne strictement les espèces de carbone inorganique dissoutes en phase aqueuse ; exclut le carbone inorganique particulaire et le carbone organique dissous sauf si ces pools sont mesurés et rapportés séparément.

Tension sémantique

Tension entre voir le DIC comme un traceur conservé du carbone dissous total et comme un ensemble très dynamique d'espèces dépendant du pH — les deux perspectives influencent l'utilisation du DIC pour déduire les transports et réactions.

Synthèse

Le carbone inorganique dissous est le réservoir aqueux des espèces carbonées inorganiques dont la concentration totale et la spéciation reflètent échanges gazeux, activité biologique, équilibres carbonatés et processus diagenétiques ; ensemble, ils déterminent le pH, la stabilité des minéraux carbonatés et les flux de carbone dans les systèmes marins.