Les lacs et les étangs sont le dernier lieu de repos de nombreuses plantes de la Terre. Les rivières recueillent une grande partie de la matière organique morte de la planète, le transporter pour se reposer dans des eaux plus calmes.

Mais à l'échelle microscopique, les lacs sont tout sauf calmes. Une métropole invisible de microbes se nourrit de ces bûches et de ces feuilles, produisant des gaz à effet de serre comme sous-produit.

Par conséquent, les lacs peuvent être responsables d'au moins un quart du carbone dans l'atmosphère – et en hausse. De nouvelles recherches menées avec mes collègues de Cambridge, L'Allemagne et le Canada suggèrent que les émissions des lacs d'eau douce pourraient doubler au cours des prochaines décennies en raison du changement climatique.

Toute la vie connue sur Terre est faite de carbone. Lorsque les plantes et les animaux arrivent en fin de vie, les micro-organismes comme les bactéries et les champignons viennent se régaler. Ils se nourrissent des restes carbonés d'autres organismes et de leurs déchets, appelés collectivement matière organique.

En tant que sous-produit de ce festin sans fin, les microbes libèrent des gaz tels que le dioxyde de carbone et le méthane dans l'environnement. Alors que chaque microbe libère une infime quantité de gaz, ce sont les organismes les plus abondants sur Terre, donc ça s'additionne. L'énergie solaire peut également rompre les liaisons chimiques entre les molécules de matière organique, libérant des molécules plus petites, comme le dioxyde de carbone, dans l'environnement.

Une partie de cette dégradation se produit sur le sol forestier. Mais une grande partie de la matière organique qui tombe au sol se retrouve dans l'eau. Les vents, la pluie et la neige le transportent dans les lacs, ou plus souvent dans les rivières qui les alimentent.

La quantité de gaz à effet de serre émis par les lacs par les microbes et la lumière du soleil est énorme. Les premières estimations étaient d'environ 9 % du carbone net libéré de la surface de la Terre dans l'atmosphère, c'est-à-dire la quantité libérée au-delà des processus de stockage de carbone de la Terre.

Mais, grâce à des mesures améliorées, des recherches récentes ont révisé ce chiffre à 25 %. Ces chiffres sont substantiels étant donné que les lacs ne représentent qu'environ 4% de la surface terrestre mondiale.

Dans les années à venir, les lacs recevront de plus en plus de matière organique à digérer par les microbes. Un réchauffement climatique apportera plus de couvert forestier autour des lacs et une plus grande proportion de feuillus, comme les érables et les chênes, par rapport aux arbres à feuilles d'aiguilles, comme les pins.

Le carbone sous mille formes

Pour comprendre comment les changements dans les forêts modifieront le rôle que jouent les lacs dans le cycle du carbone, nous avons effectué une expérience dans deux lacs canadiens.

Nous avons rempli des récipients en plastique avec des pierres, sable, argile et différentes quantités et types de matière organique provenant des forêts voisines. Cela visait à imiter le changement de la couverture forestière et de la composition attendu du changement climatique.

Nous avons ensuite immergé les conteneurs dans les eaux peu profondes du lac où la matière organique est le plus susceptible de s'accumuler et les avons surveillés pendant trois ans.

En utilisant de nouvelles techniques pour analyser la chimie du carbone de l'eau, nous avons constaté que ces conteneurs simulant un niveau de croissance des forêts attendu au cours des prochaines décennies ont produit entre 1,5 et 2,7 fois plus de gaz à effet de serre dans l'eau que les conditions simulant les conditions forestières d'aujourd'hui.

La diversité invisible des composés organiques dans l'eau a été le facteur le plus important à l'origine de cette augmentation, encore plus importante que la diversité des microbes et la quantité globale de matière organique.

L'explication probable de ce résultat est que les mêmes microbes peuvent se nourrir de nombreux types de molécules différents. Ainsi, à mesure que le nombre de composés à base de carbone dans l'eau augmente, il y a plus de façons pour les microbes de se nourrir et de libérer des gaz à effet de serre.

L'augmentation de la diversité de la matière organique a suffi à elle seule à augmenter les concentrations de gaz à effet de serre d'environ 50 %. Mais la taille de cet effet a presque doublé dans des conteneurs avec des eaux sus-jacentes plus sombres - un scénario attendu dans la plupart des lacs car le changement climatique entraîne une augmentation de la couverture arborée.

Il est essentiel de retracer avec précision comment le carbone se déplace de la terre à l'atmosphère pour prédire le rythme du changement climatique et atténuer ses effets. En comprenant mieux comment la végétation autour des lacs contrôle les concentrations de gaz à effet de serre dans les eaux, nos recherches peuvent indiquer si la modification de la façon dont nous gérons les terres près des lacs pourrait aider à réduire les émissions de carbone.

Par exemple, nous pourrions vouloir planter moins de plantes aquatiques telles que les quenouilles dans les zones lacustres, parce qu'elles produisent des concentrations de gaz à effet de serre beaucoup plus élevées que la matière organique des forêts.

Il reste également du travail pour bien comprendre le rôle des lacs dans le cycle du carbone. Toute la matière organique qui atteint les lacs n'est pas digérée par les microbes. Certains coulent au fond du lac pour former des sédiments boueux, enfermant le carbone. La quantité de sédiments formés augmentera également avec le changement climatique, mais nous ne savons pas encore de combien et donc dans quelle mesure cette augmentation du carbone stocké compensera l'augmentation des émissions de gaz à effet de serre des lacs.

Répondre à cette question sera crucial pour améliorer la précision des comptes de carbone et évaluer le temps dont l'humanité dispose pour les équilibrer.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.