Outre des bandes de végétation détruite, les feux de forêt en Amazonie laissent leur empreinte sur le fleuve Amazone et ses affluents. Le brûlage incomplet des arbres entraîne la production de noir de carbone, particules solides qui pénètrent dans les eaux de l'Amazonie sous forme de charbon et de suie et sont transportées vers l'océan Atlantique sous forme de carbone organique dissous.

Pour la première fois, un groupe international de chercheurs a quantifié et caractérisé le noir de carbone qui s'écoule dans le fleuve Amazone. Leurs découvertes, Publié dans Communication Nature , montrent que la plupart du noir de carbone transporté vers l'océan est « jeune » et résulte probablement de récents incendies de forêt.

"Par datation radiométrique [une méthode qui quantifie la quantité de carbone 14 ou d'autres isotopes radioactifs naturels présents dans le matériau en fonction de leur taux de décroissance connu pour déterminer l'âge du matériau jusqu'à environ 60 ans, il y a 000 ans] et l'analyse de la composition moléculaire, nous avons conclu que la plupart du carbone noir que nous avons trouvé dans le fleuve Amazone a été produit ces dernières années par le brûlage d'arbres, " a déclaré Jeffrey E. Richey, professeur à l'Université de Washington aux États-Unis et co-auteur de l'étude.

En tant que chercheur invité au Centre pour l'énergie nucléaire en agriculture de l'Université de São Paulo (CENA-USP), au cours des cinq dernières années, Richey a mené un projet soutenu par la São Paulo Research Foundation—FAPESP sous les auspices de son programme São Paulo Excellence Chair (SPEC), dans le but d'élucider le rôle du bassin de l'Amazone dans le cycle global du carbone.

En novembre 2015, pendant l'une des saisons les plus sèches de la région, les chercheurs qui ont travaillé sur le projet ont collecté des échantillons de carbone noir dissous dans le canal principal de l'Amazone et dans quatre affluents - le Negro, Madère, Trombetas et Tapajós.

Cette période a été choisie pour l'exécution de l'étude car les niveaux d'eau étaient bas et la connectivité entre l'Amazone et sa plaine inondable était limitée. "Par conséquent, nous avons pu obtenir des échantillons uniquement d'eau permanente et identifier plus précisément les sources de carbone noir dans le bassin versant, " dit Richey.

Marqueurs moléculaires

Les niveaux et contenus de carbone 14 dans les échantillons ont été mesurés à l'aide de marqueurs moléculaires, comme l'acide polycarboxylique libéré par oxydation des hydrocarbures aromatiques polycycliques dans le noir de carbone.

La mesure quantitative des marqueurs a été combinée à la caractérisation moléculaire des échantillons en utilisant la spectrométrie de masse à ultra-haute résolution.

Les résultats des analyses ont montré que le noir de carbone dissous dans l'Amazonie et ses affluents est généralement "jeune" mais vieillit au fur et à mesure qu'il se dirige vers l'océan.

Des échantillons prélevés dans des localités relativement éloignées de l'Atlantique, comme Óbidos dans l'État du Pará, étaient plus jeunes, tandis que ceux collectés plus en aval étaient plus anciens.

"Cela suggère que le carbone noir peut vieillir lorsqu'il se déplace de la terre ferme vers la rivière, puis se jette dans la mer. De plus, des composants plus réactifs peuvent être éliminés lors du transport de ce matériau, " dit Richey.

"Le matériau le plus récent peut être soumis à un processus de minéralisation dans la rivière au fur et à mesure qu'il se jette dans la mer. Cela pourrait entraîner une modification de son profil moléculaire afin qu'il émette un signal" plus ancien ". Il existe encore divers aspects du stockage et le transport de ce matériau de la terre ferme aux rivières puis à l'océan que nous devons mieux comprendre. »

Dans un nouveau projet, également soutenu par la FAPESP, les chercheurs prévoient d'effectuer un plus grand nombre de mesures de comparaison avec les données de 2015 afin de savoir si la production de "jeune" noir de carbone et donc la fréquence des incendies de forêt ont augmenté ces dernières années.

« Les inquiétudes concernant les récents incendies en Amazonie sont particulièrement vives en ce qui concerne le carbone généré. Une partie de celui-ci se retrouve dans l'atmosphère sous forme de dioxyde de carbone, mais une grande partie est retenue dans le sol ou l'eau sous forme de noir de carbone, " dit Richey.

La plus grande source de matière organique

Selon les chercheurs, le fleuve Amazone représente un cinquième des rejets mondiaux d'eau douce dans les océans et est la plus grande source unique de matière organique terrestre d'origine marine, « exportant » entre 22 et 27 millions de tonnes de carbone organique dissous par an en moyenne. Pour cette raison, c'est un système crucial pour comprendre le cycle et le transport du noir de carbone, le composé carboné le plus stable de la nature.

Une composante importante et réfractaire du cycle global du carbone, le noir de carbone sous forme particulaire agit comme un puits de carbone biosphérique en éliminant le carbone des processus atmosphère-biosphère plus rapides et en le stockant dans des réservoirs sédimentaires. Connaissance de l'origine, la dynamique et le devenir de ce matériau sont essentiels au développement de modèles permettant de prédire comment le cycle mondial du carbone peut interagir avec le changement climatique, Richey a souligné.

"Notre compréhension du rôle du noir de carbone aux échelles régionale et mondiale est insuffisante, en raison en grande partie d'une connaissance limitée du traitement, qualité et devenir du noir de carbone dissous lors de son exportation par les cours d'eau vers l'océan, " il a dit.

"Par exemple, nous devons savoir combien de temps le carbone noir produit par les récents incendies de forêt prend pour atteindre le fleuve Amazone. »