Les tourbières du nord pourraient contenir deux fois plus de carbone que les scientifiques le soupçonnaient auparavant, selon une étude publiée aujourd'hui dans Géosciences de la nature . Les résultats suggèrent que ces zones marécageuses jouent un rôle plus important dans le changement climatique et le cycle du carbone qu'on ne le croit généralement.

Les tourbières sont humides, des paysages moussus construits sur des couches de plantes partiellement décomposées. Parce que la matière végétale ne se décompose pas complètement, la tourbe peut finir par stocker de grandes quantités de carbone pendant des milliers d'années, bien plus longtemps qu'une forêt ordinaire. Pourtant, les modèles climatiques mondiaux, que les scientifiques utilisent pour prédire le changement climatique et ses impacts, prennent rarement en compte le carbone que la tourbe et les autres sols absorbent, stocker et libérer.

"Le carbone qui est sous terre est le réservoir de carbone le moins bien compris, " a déclaré l'auteur principal Jonathan Nichols, professeur agrégé de recherche à l'Observatoire terrestre de Lamont-Doherty de l'Université Columbia. "C'est un énorme point d'interrogation dans de nombreux modèles climatiques mondiaux." L'affinement de ces mesures pourrait rendre les modèles climatiques – et donc les prévisions climatiques – plus précis. C'est ce que Nichols et sa coauteur Dorothy Peteet, paléoclimatologue au Goddard Institute for Space Studies de la NASA et auxiliaire à Lamont-Doherty, prévu de faire.

Leur nouvelle étude comprend 4, 139 mesures radiocarbone de 645 sites de tourbières en Europe du Nord, Asie, et Amérique du Nord. Mais la principale innovation réside dans la façon dont les chercheurs ont calculé le stockage de carbone dans les tourbières.

"Avant, on a simplement supposé que toutes les tourbières ont accumulé du carbone au même rythme au même moment au cours des derniers milliers d'années, ce qui est une hypothèse terrible, " a déclaré Nichols. "Le taux d'accumulation de carbone peut être très différent d'un endroit à un autre au même moment. Nos propres travaux antérieurs l'ont montré, ainsi que le travail de beaucoup d'autres."

Le problème était qu'il n'y avait tout simplement pas un bon moyen statistique de tenir compte de ces différences. Nichols et Peteet ont donc proposé un nouvel algorithme pour estimer la quantité totale de carbone stocké dans les tourbières du nord. "Cela nous permet de ne pas avoir à faire cette hypothèse que nous savons tous fausse, " dit Nichols.

Précédemment, les scientifiques ont simplement fait la moyenne du taux d'accumulation de carbone mesuré dans autant d'échantillons de tourbe qu'ils ont pu trouver, et multiplié cette moyenne par la superficie totale des tourbières dans l'hémisphère nord. Cette stratégie était biaisée, Nichols et Peteet soulignent, parce qu'il y a beaucoup moins d'échantillons provenant de régions moins étudiées comme l'Asie ou l'Europe de l'Est et du Sud ; les données de ces zones sous-échantillonnées ont été effectivement effacées par le volume même des mesures d'Amérique du Nord et d'Europe.

En supposant que les tourbières dans différentes parties du monde accumulent de la tourbe à des rythmes différents, et en pondérant ces taux par la taille de la région, le nouvel algorithme a permis aux chercheurs de calculer que les tourbières du nord contiennent 1,1 billion de tonnes de carbone. C'est une quantité colossale de carbone - plus que les humains n'ont jusqu'à présent déversé dans l'atmosphère en brûlant des combustibles fossiles - et un bond par rapport à l'estimation précédente d'environ 545 milliards de tonnes.

Nichols et Peteet ont découvert qu'après la dernière période glaciaire, lorsque les tourbières absorbaient cette énorme quantité de carbone, le niveau de carbone dans l'atmosphère est resté stable. Comment cela pourrait-il être, si les plantes des tourbières extrayaient le carbone de l'air pendant la photosynthèse et ne le libéraient jamais ? Les chercheurs soupçonnent que l'océan a libéré plus de carbone pendant cette période, qui a compensé le carbone enlevé par les tourbières en croissance.

"Une prochaine étape importante consiste à ajouter de la tourbe aux simulations du climat mondial, " a déclaré Nichols. " Plus nous comprenons le système climatique, meilleurs seront nos modèles de ce système."

Les résultats de l'étude ont également des implications pour prédire les futures émissions de carbone des tourbières. "Les parties du monde avec de la tourbe sont aussi les parties qui se réchauffent plus vite que le reste du monde. Que se passe-t-il lorsque vous les réchauffez ? Croissent-elles plus vite et séquestrent-elles plus de carbone, ou se désintègrent-ils plus rapidement et libèrent-ils plus ?", demande Nichols.

En général, il constate que les tourbières se décomposent plus rapidement et libèrent plus de carbone à mesure que le thermostat de la planète monte; le changement climatique perturbe les régimes pluviométriques naturels dans les tourbières, qui peut repousser les mousses au profit de plantes comme les carex. Les carex poussent et se décomposent plus rapidement, et leurs racines apportent de l'oxygène en profondeur dans les couches de tourbe, permettant à la matière organique de se décomposer et de libérer du carbone qui pourrait y avoir été stocké pendant des millénaires. En outre, les humains exploitent souvent les tourbières et brûlent la tourbe comme combustible ou l'utilisent dans l'agriculture ou l'horticulture. Tous ces processus transforment les tourbières d'absorbeurs de carbone en émetteurs, dit Nichols. "Et à cause du travail que nous avons fait pour ce document, nous savons maintenant qu'il y a beaucoup plus de carbone qui peut être libéré dans l'atmosphère que nous ne le pensions, " il a dit.