Une étude dans le numéro du 6 mai de La nature indique que l'augmentation des précipitations prévue par les modèles climatiques mondiaux est susceptible d'accélérer la libération de dioxyde de carbone des sols tropicaux, intensifiant davantage le réchauffement climatique en ajoutant aux émissions humaines de ce gaz à effet de serre dans l'atmosphère terrestre.

Sur la base de l'analyse des sédiments prélevés dans le delta sous-marin du Gange et du Brahmapoutre, l'étude a été menée par une équipe internationale dirigée par le Dr Christopher Hein du Virginia Institute of Marine Science de William &Mary. Les collaborateurs comprennent les Drs. Valier Galy de la Woods Hole Oceanographic Institution, Muhammed Usman de l'Université de Toronto, et Timothy Eglinton et Negar Haghipour de l'Ecole polytechnique fédérale de Zurich (ETH Zurich). Un financement majeur a été fourni par la National Science Foundation des États-Unis.

"Nous avons constaté que les changements vers un climat plus chaud et plus humide dans le bassin versant du Gange et du Brahmapoutre au cours des 18 derniers, 000 ans augmentation des taux de respiration du sol et diminution des stocks de carbone du sol, " dit Hein. "Cela a des implications directes pour l'avenir de la Terre, comme le changement climatique est susceptible d'augmenter les précipitations dans les régions tropicales, accélérer davantage la respiration du carbone du sol, et en ajoutant encore plus de CO2 dans l'atmosphère que celui directement ajouté par l'homme."

La respiration du sol fait référence à la libération de dioxyde de carbone par les microbes lorsqu'ils décomposent et métabolisent la litière de feuilles et d'autres matières organiques sur et juste sous la surface du sol. C'est l'équivalent du processus par lequel les grands animaux multicellulaires, des escargots aux humains, expirent du CO2 en tant que sous-produit de la métabolisation de leur nourriture. Les racines contribuent également à la respiration du sol la nuit, lorsque la photosynthèse s'arrête et que les plantes brûlent une partie des glucides qu'elles produisent pendant la journée.

Les carottes de sédiments révèlent un lien entre les précipitations, âge du sol

L'étude de l'équipe est basée sur une analyse détaillée de trois carottes de sédiments prélevées au fond de l'océan au large de l'embouchure des fleuves Gange et Brahmapoutre au Bangladesh. Ici, le plus grand delta et le plus grand éventail sous-marin du monde ont été construits par le volume prodigieux de sédiments érodés de l'Himalaya. Les deux fleuves transportent chaque année plus d'un milliard de tonnes de sédiments dans la baie du Bengale, plus de cinq fois celui du fleuve Mississippi.

Les carottes enregistrent l'histoire environnementale du bassin versant Ganges-Brahmapoutre au cours du 18, 000 ans depuis que la dernière période glaciaire a commencé à décliner. En comparant les datations au radiocarbone d'échantillons de sédiments en vrac de ces carottes avec des échantillons de molécules organiques connues pour être dérivées directement de plantes terrestres, les chercheurs ont pu évaluer les changements dans le temps dans l'âge des sols parents des sédiments.

Leurs résultats ont montré une forte corrélation entre les taux de ruissellement et l'âge du sol - les époques les plus humides étaient associées à des périodes plus jeunes, sols à respiration rapide; plus sec, les époques plus froides étaient liées à des sols plus anciens capables de stocker du carbone pendant de plus longues périodes.

Les périodes les plus humides elles-mêmes sont en corrélation avec la force de la mousson d'été indienne, la principale source de précipitations à travers l'Inde, l'Himalaya, et l'Asie du centre-sud. Les chercheurs ont confirmé les changements dans la force de la mousson en utilisant plusieurs lignes indépendantes de preuves paléoclimatiques, y compris l'analyse des rapports oxygène-isotope des dépôts de grottes chinoises et des squelettes de phytoplancton de haute mer.

Petits changements, grands effets

L'ampleur de la corrélation découverte par Hein et ses collègues correspond à un quasi-doublement du taux de respiration du sol et de renouvellement du carbone dans le 2, 600 ans après la fin de la dernière période glaciaire, alors que la mousson d'été indienne s'est renforcée. "Nous avons constaté qu'une petite augmentation des valeurs de précipitation correspond à une diminution beaucoup plus importante de l'âge du sol, " dit Hein.

Un article antérieur de Hein, Gali, et ses collègues ont signalé une multiplication par trois des précipitations annuelles dans le bassin fluvial Ganges-Brahmapoutre depuis la dernière période glaciaire. Cette nouvelle étude montre que la reprise des précipitations a conduit à une réduction de moitié de l'âge du sol en raison d'un renouvellement plus rapide du sol.

Hein dit que « de petits changements dans la quantité de carbone stocké dans les sols peuvent en outre jouer un rôle démesuré dans la modulation des concentrations atmosphériques de CO2 et, donc, climat mondial, car les sols sont un réservoir mondial primaire de cet élément.

La concentration actuelle de dioxyde de carbone dans l'atmosphère terrestre – 416 parties par million – équivaut à environ 750 milliards de tonnes de carbone. Les sols de la Terre en contiennent environ 3, 500 milliards de tonnes, soit plus de quatre fois plus.

Des recherches antérieures ont mis en évidence la menace que le réchauffement climatique fait peser sur les sols du pergélisol de l'Arctique, dont le dégel généralisé libérerait jusqu'à 0,6 milliard de tonnes de carbone dans l'atmosphère chaque année.

"Nous avons maintenant trouvé une rétroaction climatique similaire sous les tropiques, " dit Hein, "et craignent que l'amélioration de la respiration du sol due à une plus grande précipitation - elle-même une réponse au changement climatique - n'augmente davantage les concentrations de CO2 dans notre atmosphère."