Les arbres et les insectes peuvent jouer un rôle important dans les émissions de méthane, un puissant gaz à effet de serre, et l'amélioration de notre compréhension de la manière exacte dont cela se produit pourrait aider à cibler des moyens plus efficaces de lutter contre le réchauffement climatique.

Parce que le méthane a plus de 80 fois le potentiel de réchauffement global du dioxyde de carbone sur 20 ans, les émissions des arbres—et tout changement de celles-ci dues au réchauffement climatique—peuvent avoir des implications importantes pour le climat de la Terre.

"Nous avons vu des émissions de méthane aérobie (provenant de la canopée des arbres), et ceux-ci ont un motif fort au cours de la journée, " a déclaré le Dr Mari Pihlatie, professeur agrégé au Département des sciences agricoles de l'Université d'Helsinki, Finlande.

Elle et son équipe du projet de recherche MEMETRE traquent le méthane pour voir s'il est produit dans les feuilles en même temps que la photosynthèse, ou s'il s'agit de gaz provenant du sol qui s'écoule à travers le tronc, ou d'autres activités dans le coffre lui-même.

« Il semble que la canopée des arbres boréaux émettent du méthane pendant la journée, pas la nuit, et que les émissions de méthane suivent l'activité photosynthétique et le rayonnement (lumière du soleil), " a déclaré le Dr Pihlatie.

Saisons

Les indications sont que, plutôt que d'être lié à la photosynthèse, ces émissions de troncs d'arbres sont plus probablement liées à la production de méthane provenant du sol qui est transportée à travers les arbres vers l'atmosphère. Une autre possibilité est qu'il soit produit par la formation de méthane microbien à l'intérieur des troncs eux-mêmes.

Les flux de méthane des troncs d'arbres varient également avec les saisons, augmentant dans les étés nordiques et diminuant dans le froid, hivers sombres. Cette variabilité saisonnière pose des questions sur ce qu'il peut advenir de la contribution des arbres au bilan méthane dans le futur, compte tenu des changements dans le climat mondial.

Les recherches du Dr Pihlatie ont porté sur les pins, épicéas et bouleaux trouvés dans les forêts boréales en Finlande et en Suède, typiques des hautes latitudes septentrionales d'Europe, Asie et Amérique du Nord.

Son équipe effectue des mesures sur le terrain et réalise des expériences dans des conditions de laboratoire contrôlées, en utilisant des isotopes stables du carbone pour identifier l'origine du méthane émis par les arbres. En nourrissant un arbre clos avec du dioxyde de carbone en utilisant du carbone-13, les chercheurs visent à identifier si le carbone qui apparaît dans les émissions de méthane a été rapidement fixé par les feuilles ou les aiguilles de conifères grâce à la photosynthèse, ou s'il s'agit de carbone « plus ancien » provenant de différents processus au sein de l'arbre.

Surveiller

Pour surveiller les émissions dans la canopée, les chercheurs ont développé de nouvelles façons d'enfermer une branche dans une boîte hermétique, complet avec des lasers pour mesurer en continu et automatiquement les changements dans les flux et les concentrations de gaz au cours des cycles quotidiens et saisonniers.

« Nous visons ainsi à comprendre le lien entre la production de méthane et l'activité physiologique de l'arbre, comme la photosynthèse et la transpiration, " a déclaré le Dr Pihlatie.

Démêler le processus du méthane dans les arbres – et le rôle plus important des forêts boréales – pourrait fournir une image plus claire de leur contribution au bilan mondial du méthane, où les sources et les puits (magasins) de méthane sont comblés. Cela pourrait également aider à essayer d'évaluer l'impact futur du changement climatique sur ces processus de méthane eux-mêmes.

« D'après nos mesures, les émissions de CH4 (méthane) des arbres des forêts boréales ne diminuent pas significativement la capacité de séquestration du carbone des arbres, " Le Dr Pihlatie a dit, ajoutant :« Ces arbres en croissance agissent toujours comme un puits de carbone, peu importe combien ils émettent du CH4."

En augmentant

Alors que les niveaux mondiaux d'émissions de méthane sont bien inférieurs à ceux du dioxyde de carbone, ils n'ont cessé d'augmenter ces dernières années, avec des chiffres de novembre 2019 montrant une nette augmentation.

Il n'y a pas encore d'explications définitives sur pourquoi c'est le cas, mais certaines recherches ont indiqué que l'augmentation spectaculaire de la fracturation hydraulique pour le gaz de schiste était le principal suspect des augmentations au cours de la dernière décennie.

Mais il y a aussi plus à comprendre sur le détail de ce qui affecte exactement le budget du méthane et comment cela change.

Sols bien aérés, par exemple, agissent comme des « puits » nets de méthane en absorbant environ 4 % des émissions annuelles de méthane dans le monde, avec des micro-organismes souterrains bien connus comme consommateurs de méthane. Mais des recherches récentes montrent que cela pourrait être en baisse à mesure que le changement climatique augmente les précipitations dans les régions tempérées et tropicales, et l'inclusion des émissions de méthane dans ces types de calculs peut montrer une nouvelle diminution de l'effet puits.

Parmi les animaux du sol, Les termites sont d'importants émetteurs de méthane qui sont déjà pris en compte dans le bilan global du méthane. Mais il y a eu peu de recherches approfondies sur le rôle dans le cycle du méthane d'autres créatures souterraines, comme les coléoptères ou les mille-pattes, dans des sols d'altitude bien aérés.

Le méthane émis par les larves d'insectes peut être suffisamment important pour justifier une inclusion dans le cycle du méthane terrestre, a déclaré le Dr Carolyn-Monika Görres, écologiste des sols au Département d'écologie appliquée de l'Université Hochschule Geisenheim en Allemagne.

Doodlebugs

Son projet CH4ScarabDetect comprenait la première recherche sur le terrain sur les émissions de méthane des larves de doodlebugs, ou des hannetons, de la famille des scarabées.

Ses études de terrain sur le hanneton commun, Melolontha melolontha —un ravageur agricole notable—et le hanneton forestier, M. hippocastani, ont montré des concentrations de méthane significativement plus élevées que dans les conditions de laboratoire.

Alors que les adultes ne vivent que quatre à six semaines environ, leurs larves vivent sous terre pendant trois à quatre ans, grignotant des racines et produisant du méthane.

Le Dr Görres et ses collègues ont développé un système de capteurs acoustiques pour surveiller les larves de doodlebug sous terre, pour enregistrer quand ils se sont déplacés, mangé et communiqué.

Le but était d'écouter les larves sans les déranger, pour voir comment leurs activités correspondent aux mesures de flux de méthane.

Ce n'est peut-être pas aussi simple que de dire que parce qu'ils émettent du méthane, les larves réduisent la capacité de rétention du sol, dit le Dr Görres.

Les émissions larvaires créent des conditions propices aux micro-organismes consommateurs de méthane. Et elle pense qu'à plus long terme, lorsque les larves sont éliminées ou réduisent leurs émissions de méthane dans certaines phases de leur cycle de vie, le sol pourrait devenir un meilleur puits à mesure que les micro-organismes se transforment en méthane atmosphérique pour se nourrir.

'(Considérant l'ensemble du budget méthane), il n'y a pas une grande différence entre les émissions mondiales (totales) de méthane et la consommation mondiale (totale) de méthane, donc si nous parvenons à augmenter la capacité de rétention des sols (de hautes terres), alors nous avons une chance de réduire les concentrations de méthane dans l'atmosphère, " a déclaré le Dr Görres.