En ce qui concerne les gaz à effet de serre, le dioxyde de carbone a tendance à voler la vedette, mais de nouvelles recherches dans le journal Actes de l'Académie nationale des sciences ( PNAS ) révèle comment les scientifiques ont développé un nouveau, outil prédictif pour estimer les émissions d'oxyde nitreux (N2O) des rivières et des ruisseaux du monde entier. N2O, un gaz à effet de serre avec 300 fois le potentiel de réchauffement du dioxyde de carbone, persiste pendant plus d'un siècle dans l'atmosphère terrestre et est connu pour causer des dommages importants à la couche d'ozone de la Terre. Les rivières et les ruisseaux peuvent être des sources de N2O car ce sont des points chauds pour la dénitrification, un processus par lequel les microbes convertissent l'azote dissous en gaz azoté.

Alors que des recherches antérieures ont tenté de quantifier où et quand N2O est émis, les rivières et les ruisseaux ont posé un défi important car il est difficile de mesurer avec précision le N2O des eaux courantes, particulièrement à l'échelle de tout un système fluvial. La présente étude présente un modèle prédictif largement applicable à partir duquel estimer les émissions de N2O des cours d'eau sur la base de mesures simples, notamment la taille des cours d'eau, l'utilisation des terres et la couverture terrestre du paysage adjacent, type de biome et des conditions climatiques variables.

"Changement rapide d'utilisation des terres, comme la conversion de zones humides historiques en terres agricoles, a augmenté l'apport d'azote biodisponible du paysage au détriment des cours d'eau récepteurs, " a déclaré Jennifer Tank, Professeur Galla au Département des Sciences Biologiques de l'Université de Notre Dame, co-auteur de l'étude et directeur de l'Environmental Change Initiative de Notre Dame. "Une partie de cet azote sera convertie par les microbes en N2O, et parce que c'est un puissant gaz à effet de serre, où et quand cela se produit dans les eaux courantes est d'un grand intérêt, à la fois maintenant et dans le futur."

En collaboration avec une équipe internationale de scientifiques, Tank et son étudiante diplômée Martha Dee ont analysé les données d'émissions précédemment publiées des ruisseaux et des rivières du monde entier, y compris la rivière Kalamazoo du Michigan, La rivière Hudson à New York, la rivière Swale-Ouse au Royaume-Uni et six grands fleuves à travers l'Afrique. En outre, l'équipe a collecté ses propres mesures de N2O sur deux réseaux fluviaux au niveau régional, y compris la rivière Manistee dans le Michigan et la rivière Tippecanoe dans l'Indiana. L'analyse des chercheurs de l'ensemble de données combiné a révélé que les émissions de N2O dépendent de la taille de la rivière - à mesure qu'elle augmente, la production de N2O se déplace du lit du cours d'eau vers l'eau sus-jacente.

« La compréhension actuelle de la production d'oxyde nitreux est limitée dans les réseaux de cours d'eau et de rivières à une époque de changement mondial rapide, " a déclaré Dee co-auteur de l'étude. " Notre étude utilise un ensemble mondial de données combiné à des mesures régionales pour créer un modèle capable de mieux prédire l'impact de l'activité humaine et des facteurs environnementaux sur la production de N2O."

Le nouveau modèle sera un outil précieux pour les scientifiques et les gestionnaires de l'eau, car le cadre permet une prévision précise des émissions de N2O dans divers scénarios, notamment la température de l'eau, les changements dans l'utilisation des terres et l'influence du changement climatique sur les résultats des émissions.