Deux chercheurs de l'Université du Massachusetts à Amherst ont récemment publié les résultats d'une étude qui est la première à adopter une approche de modélisation basée sur les processus pour comprendre la quantité de CO₂ les rivières et les ruisseaux contribuent à l'atmosphère. L'équipe s'est concentrée sur le bassin versant de l'East River dans les montagnes Rocheuses du Colorado et a découvert que sa nouvelle approche était beaucoup plus précise que les approches traditionnelles, qui surestimaient le CO₂. émissions jusqu'à un facteur de 12. Une première version en ligne de la recherche a récemment été publiée par Global Biogeochemical Cycles.

Les scientifiques se réfèrent au CO₂ total circulant à travers la terre et l'atmosphère comme le bilan carbone. Ce budget inclut à la fois les sources anthropiques de CO₂ , tels que ceux qui proviennent de la combustion de combustibles fossiles, ainsi que des sources plus naturelles de CO₂ qui font partie du cycle régulier du carbone de la planète. « À l'ère du changement climatique mondial », déclare Brian Saccardi, étudiant diplômé en géosciences à l'UMass Amherst et auteur principal de la nouvelle recherche, « nous devons savoir quels sont les niveaux de référence de CO₂ sont, d'où ils viennent et comment fonctionnent ces processus physiques d'émission de carbone." Sans une telle base de référence, il est difficile de savoir comment la terre évolue en tant que CO₂ les niveaux augmentent.

Les ruisseaux et les rivières font partie des nombreux lieux qui émettent naturellement du CO₂ – les scientifiques le savent depuis longtemps, mais c'est un chiffre très difficile à cerner. C'est en partie parce que le CO₂ les émissions fluctuent rapidement et il s'est avéré impossible de surveiller physiquement tous les réseaux fluviaux de la planète. Ainsi, les scientifiques s'appuient généralement sur des modèles statistiques pour estimer la quantité de CO₂ les ruisseaux et les rivières émettent. Le problème, explique Saccardi, est que les modèles ne tiennent pas compte de toute la complexité de la façon dont le CO₂ se déplace de l'eau souterraine vers le ruisseau ou la rivière, ce qui lui arrive une fois là-bas et quelle quantité est émise dans l'atmosphère.

"C'est la première fois que nous tenons compte des processus physiques eux-mêmes", déclare Matthew Winnick, professeur de géosciences à l'UMass Amherst et co-auteur de l'article. "Nous devons savoir comment chaque étape du mouvement du CO₂ fonctionne, nous savons donc comment ils réagiront au changement climatique."

Saccardi et Winnick ont ​​conçu, testé et validé un modèle "basé sur les processus" qui s'appuie sur les lois de la physique ainsi que sur des mesures empiriques pour arriver à ses estimations. La paire a pris 121 mesures de cours d'eau dans le bassin versant éloigné de l'East River dans le Colorado, contre lesquelles ils ont pu tester leur nouveau modèle. Et les résultats étaient clairs :selon les recherches, leur modèle est bien plus précis que les approches standard.

Bien que Saccardi et Winnick s'empressent de souligner que leurs conclusions ne s'appliquent qu'au bassin versant de l'East River, ils prévoient d'appliquer plus largement leur modèle basé sur les processus et soupçonnent que leur nouvelle méthode pourrait aider à réévaluer radicalement le bilan carbone naturel de la Terre.