Les écosystèmes terrestres contribuent à atténuer le changement climatique en absorbant de grandes quantités de carbone de l'atmosphère. Une nouvelle étude confirme maintenant que les conditions climatiques changeantes pourraient réduire cet effet car dans les zones plus chaudes et plus humides, le carbone stocké dans le sol est libéré plus rapidement dans l'atmosphère.

Sans écosystèmes terrestres, notre climat serait probablement encore plus menacé qu'il ne l'est déjà. Les plantes et les sols consomment actuellement environ un tiers du carbone anthropique émis dans l'atmosphère, ce qui en fait un facteur clé d'atténuation du changement climatique mondial. Le sol joue ici un rôle prépondérant car il stocke une grande partie du carbone organique, retarder le retour de ce dernier dans l'atmosphère lorsque les plantes meurent.

Préoccupations justifiées

L'avenir de ces importants réservoirs de carbone terrestres fait l'objet d'intenses débats parmi les experts. De nombreux chercheurs craignent que dans un climat plus chaud, les écosystèmes terrestres peuvent libérer plus de carbone organique qu'aujourd'hui, perdant ainsi l'effet d'atténuation qu'ils ont sur le changement climatique.

Une équipe internationale de chercheurs dirigée par Timothy Eglinton, Professeur de biogéosciences à l'ETH Zurich, a maintenant confirmé que ces craintes sont justifiées. Leur étude complète a été récemment publiée dans la revue PNAS . Les scientifiques ont démontré que le carbone organique est libéré des sols plus rapidement dans les zones plus chaudes que dans les plus froides, ce qui les a amenés à conclure qu'un réchauffement supplémentaire du climat pourrait être préjudiciable à la capacité du sol à séquestrer le carbone.

L'image complète

Diverses études locales approfondies ont étudié les processus exacts par lesquels le sol absorbe et stocke le carbone organique, mais, en raison de leur sélectivité, ils ne reflètent toujours pas l'image complète. Eglinton :« Nous voulions trouver un moyen d'étudier le comportement de zones entières. Les rivières sont idéales pour cela, car ils agissent comme une chambre d'écho qui reflète ce qui se passe dans tout le bassin versant, " il explique.

Sur une période de plusieurs années, les chercheurs ont collecté des échantillons de sédiments à l'embouchure de 36 rivières à travers le monde. Certains des échantillons étaient des particules de sédiments que l'équipe a filtrées directement de l'eau de la rivière, d'autres étaient des dépôts matériels des berges. Sur la base de ces échantillons, les chercheurs ont pu déterminer l'âge du carbone organique que les rivières exportaient vers la mer.

Essentiellement, l'idée est que plus le carbone organique des rivières est ancien, plus il faut de temps dans le bassin versant pour que le carbone organique stocké soit libéré et exporté après la mort des plantes. La comparaison de l'âge du carbone organique des différents bassins versants permet aux chercheurs de déterminer les facteurs clés qui influencent le bilan carbone et, à son tour, comment la capacité de stockage du sol peut changer à l'avenir.

Focus sur des molécules spécifiques

Cependant, pour vraiment aller au fond des choses, les chercheurs ont dû utiliser une astuce astucieuse. Le carbone dans l'eau des rivières provient de nombreuses sources différentes, y compris les roches sédimentaires et les organismes qui vivent dans l'eau. Ils ont donc utilisé des techniques moléculaires pour séparer deux groupes de molécules d'origine végétale des échantillons :les lipides de la cire des feuilles des plantes et les phénols de la lignine des fibres de bois. Les scientifiques ont ensuite appliqué la datation au radiocarbone, une méthode pour déterminer l'âge précis des composés carbonés à l'aide de l'isotope radiogénique carbone-14.

Des perspectives de recherche intéressantes

Leur évaluation des données a montré une corrélation claire entre l'âge moyen du carbone d'origine végétale dans les échantillons et le climat dans le bassin versant. Dans les régions plus chaudes et humides, le carbone organique reste dans le sol moins longtemps qu'il ne le fait par temps froid, bassins versants plus secs. « Nos résultats confirment que le climat a une forte influence sur le comportement des sols, " dit Eglinton. L'influence de l'utilisation des terres, d'autre part, semble moins important, malgré les changements intervenus au cours des dernières décennies dans le nombre de bassins hydrographiques gérés. "À l'heure actuelle, l'agriculture moderne semble n'avoir qu'un impact secondaire, " il explique.

Ce qui est particulièrement remarquable dans cette étude, c'est qu'elle a permis à Eglinton et à son équipe de faire les premières déclarations générales sur la façon dont le carbone organique est stocké dans les écosystèmes terrestres. Cela ouvre des perspectives intéressantes pour de futures recherches :les scientifiques pourront appliquer cette méthode pour analyser des dépôts sédimentaires d'âges différents et reconstituer le comportement du sol dans différentes conditions climatiques. Ensuite, ils pourront affiner leurs résultats en incluant des affluents d'ordre inférieur dans l'analyse. Et c'est précisément ce qu'Eglinton envisage maintenant de faire dans le cadre d'une étude plus large en Suisse.