Les eaux intérieures telles que les rivières, les lacs et les réservoirs jouent un rôle important dans le cycle mondial du carbone. Les calculs qui augmentent les émissions de dioxyde de carbone des surfaces terrestres et aquatiques ne tiennent pas compte des eaux intérieures qui s'assèchent par intermittence. Cela signifie que les émissions réelles des eaux intérieures ont été considérablement sous-estimées, comme le montrent les résultats d'un récent projet de recherche international dirigé par des scientifiques du Helmholtz Center for Environmental Research (UFZ) à Magdebourg et de l'Institut catalan de recherche sur l'eau (ICRA) . L'étude a été publiée dans Communication Nature .

« Tout a commencé en 2013, lors d'une campagne de mesures en Catalogne en Espagne, " dit le Dr Matthias Koschorreck, un biologiste au Département de recherche sur les lacs de l'UFZ. Avec une équipe espagnole, il étudiait le rejet de gaz à effet de serre dans le bassin versant d'une petite rivière. "C'était l'été et certaines parties du lit de la rivière étaient à sec. Sur un coup de tête, nous avons décidé de prendre des mesures dans ces zones aussi, " explique Koschorreck. " Les résultats nous ont surpris :ces les zones graveleuses du lit de la rivière ont libéré des niveaux étonnamment élevés de dioxyde de carbone." Koschorreck et son collègue Dr. Rafael Marcé de l'ICRA à Gérone (Espagne), décidé d'approfondir cette question. Les résultats de divers endroits en Espagne et en Allemagne ont tous produit le même résultat :les eaux intérieures sèches ont libéré des niveaux facilement mesurables et parfois considérables de dioxyde de carbone. "Nous nous sommes demandé si cela pouvait être le cas dans d'autres régions du monde, et si les émissions de gaz à effet de serre provenant des eaux intérieures pourraient être fondamentalement sous-estimées, " dit Koschorreck. " Dans les études qui augmentent les émissions de gaz à effet de serre des surfaces terrestres et aquatiques, les eaux intérieures qui s'assèchent par intermittence n'ont jusqu'alors pas été prises en compte."

Pour étudier ces questions, en 2016, Koschorreck et Marcé, avec une équipe principale de six scientifiques allemands et espagnols, ont lancé le projet de recherche sur le flux sec, dans le but de mesurer les émissions de gaz à effet de serre des eaux intérieures sèches. Dans le cadre d'un atelier organisé sur le site de l'UFZ à Magdebourg, ils ont développé un concept de mesure et d'échantillonnage pour leur étude. Ils ont ensuite engagé l'aide de leurs réseaux internationaux. "Chaque participant à l'atelier a pris contact avec des équipes de recherche du monde entier pour voir s'ils seraient intéressés à participer à des campagnes de mesures sur les systèmes d'eau douce de leur région, " explique Koschorreck. " La réponse a été incroyable. Vingt-quatre équipes de recherche du monde entier y ont participé, ce qui signifie que nous avons pu collecter des données sur 196 sites différents sur tous les continents à l'exception de l'Antarctique. » Chaque équipe a effectué trois mesures en chambre fermée dans des zones sèches d'au moins trois systèmes d'eau douce de leur région :lac, réservoir ou étang. Il s'agit de placer un récipient doseur spécial avec son extrémité ouverte vers le bas sur le sol, séparer l'air à l'intérieur du conteneur de l'air ambiant. Un dispositif d'analyse est ensuite utilisé pour mesurer la variation de la quantité de dioxyde de carbone à l'intérieur du conteneur. Au même endroit, les partenaires du projet ont également prélevé des échantillons de sédiment sec et mesuré son humidité, matière organique et teneur en sel, Température, et pH.

Le grand, ensemble de données complexe a été évalué par Philipp Keller, doctorant au Département de Recherches Lac de l'UFZ et premier auteur de l'étude, qui est arrivé à des conclusions intéressantes. « Nous avons constaté des émissions importantes de dioxyde de carbone dans les zones sèches des eaux intérieures dans toutes les zones climatiques, " dit Keller. " Il s'agit donc vraiment d'un phénomène mondial. " Les chercheurs ont également découvert que ces émissions sont en fait souvent plus élevées que les émissions typiques des surfaces d'eau de la même taille. " Nous avons pu montrer que les zones sèches des eaux intérieures représentent une part importante des émissions totales de dioxyde de carbone de ces systèmes d'eau douce, " dit Koschorreck. " Si vous tenez compte de cela dans les calculs globaux pour les eaux intérieures, les émissions de dioxyde de carbone augmentent de six pour cent. » Mais quels mécanismes sont responsables de la libération de dioxyde de carbone des sédiments secs des eaux intérieures ? « Les processus de respiration des micro-organismes, " dit Philipp Keller. " Plus il y a de substrat disponible - plus il y a de matière organique dans le sol - et plus les conditions sont favorables comme la température et l'humidité des sédiments, plus ils sont actifs et plus le dioxyde de carbone est libéré. ​​» D'après les résultats de l'étude, les chercheurs ont conclu que les facteurs responsables de la libération de dioxyde de carbone sont essentiellement les mêmes partout dans le monde. "L'interaction des conditions locales comme la température, l'humidité et la teneur en matière organique des sédiments est cruciale, et il a une plus grande influence que les conditions climatiques régionales, " explique Keller.

Alors, que signifient les résultats de l'étude pour l'évaluation future des émissions de dioxyde de carbone des eaux intérieures ? "Notre étude montre que les émissions de dioxyde de carbone des eaux intérieures ont été considérablement sous-estimées jusqu'à présent, " dit Koschorreck. "Nous espérons que notre travail contribuera à garantir que les zones sèches des systèmes d'eau douce sont incluses dans les calculs futurs. Avec la progression du changement climatique, davantage d'eaux de surface s'assèchent probablement et, par conséquent, CO 2 les émissions vont probablement augmenter. »