Le carbone 13 (¹³C) est l’un des trois isotopes du carbone. Contrairement au ¹⁴C, il s’agit d’un isotope stable. Dans l’atmosphère, les molécules ¹³CO2 coexistent avec les molécules ¹²CO2, à hauteur d’environ 1,1 % du total du CO2. Les plantes utilisent les deux types de carbone lors de la photosynthèse, mais le ¹³C, un peu plus plus lourd, est un peu moins absorbé que le ¹²C. De plus, on observe de légères différences, liées au type de photosynthèse. Les plantes à cycle en C4 (essentiellement des Graminées et Cypéracées tropicales de milieux ouverts) absorbent plus de ¹³C que les plantes en C3 (pratiquement toutes les autres plantes, dont toutes les essences forestières). Cette discrimination est faible : on l’exprime en unités , qui représente, schématiquement, la différence relative avec un standard, exprimé en ‰. L’information ¹³C de la végétation se transmet, sans grand changement, aux matières organiques des sols. A titre d’exemple

• le ¹³C des matières organiques des sols de forêts ombrophiles congolaises (composées exclusivement de plantes C3) varie de -26 à -28 ‰
• celui des savanes (composées essentiellement de graminées C4) varie, selon le pourcentage d’arbustes, de -12 à -18 ‰.
  

En condition de végétation stable, il n’y a pas de valeurs intermédiaires entre ces deux pôles. On dispose ainsi d’un excellent marquage : les valeurs intermédiaires caractérisent systématiquement les changements de végétation. On peut ainsi mettre en évidence le remplacement d’une forêt par une savane, ou l’inverse, à des échelles de temps qui sont fonction de la vitesse de renouvellement des matières organiques dans les sols. Cette vitesse dépend elle-même de la profondeur et du type de sol analysé (matière organique humifiée des sols ferrallitiques, tourbe, humus enfoui de paléosol, accumulation organique des podzols...).

Contact :
André Mariotti
Laboratoire Biogéochimie des Isotopes Stables
Université P. et M. Curie, 4 place Jussieu
75005 Paris