Une incertitude clé dans les projections climatiques est la quantité de carbone émise par le dégel du pergélisol dans l'Arctique. Les racines des plantes dans le sol stimulent la décomposition microbienne, un mécanisme appelé effet d'amorçage. Une équipe de recherche internationale co-dirigée par Frida Keuper de l'INRAE ​​et de l'Université d'Umeå et Birgit Wild de l'Université de Stockholm montre que l'effet d'amorçage à lui seul peut provoquer l'émission de 40 milliards de tonnes de carbone du pergélisol d'ici 2100. L'étude a été publiée aujourd'hui dans Géosciences de la nature .

Le pergélisol est un sol gelé en permanence qui stocke autant de carbone qu'il y en a dans toutes les plantes sur Terre et dans l'atmosphère ensemble. La surface du pergélisol dégèle en été, permettant à la vie des plantes et du sol de prospérer. Lorsque les micro-organismes respirent, ils émettent des gaz à effet de serre. Les scientifiques avaient déjà anticipé que la hausse rapide des températures entraînerait l'émission de 50 à 100 milliards de tonnes de carbone du pergélisol d'ici 2100. En plus de cela, les racines des plantes alimentent en sucre les micro-organismes du sol, que les microbes peuvent utiliser pour décomposer plus de matière organique du sol - l'effet d'amorçage - entraînant des émissions de gaz à effet de serre encore plus élevées.

"Nous connaissons l'effet d'amorçage depuis les années 1950, mais nous ne savions pas si cette interaction écologique à petite échelle avait ou non un impact significatif sur le cycle global du carbone, ", explique la chercheuse Frida Keuper à l'Institut national de la recherche en agriculture, Alimentation et environnement, INRAE, et avec l'Université d'Umeå, Suède.

Les chercheurs ont combiné des cartes de l'activité des plantes et des données sur la teneur en carbone du sol de la base de données sur le carbone du sol circumpolaire du Nord avec une étude documentaire approfondie sur l'amorçage et les propriétés des racines des plantes, pour estimer l'effet d'amorçage dans les écosystèmes de pergélisol et son influence sur les émissions de gaz à effet de serre.

Ils montrent que l'effet d'amorçage augmente la respiration microbienne du sol de 12 pour cent, ce qui entraîne la perte supplémentaire de 40 milliards de tonnes de carbone d'ici 2100 par rapport aux prévisions actuelles pour le pergélisol. Cela équivaut à près d'un quart du « budget carbone » restant pour les activités humaines afin de limiter le réchauffement climatique à 1,5°C maximum.

"Ces nouvelles découvertes démontrent à quel point il est important de considérer les interactions écologiques à petite échelle, comme l'effet d'amorçage, dans la modélisation des émissions mondiales de gaz à effet de serre, " dit Birgit Wild, professeur assistant à l'Université de Stockholm.