Mais notre compréhension a été entravée par les limites des modèles mathématiques actuels. Ces modèles, construits sur des méthodes développées il y a des décennies, ont du mal à simuler avec précision les propriétés et les quantités de poussière.

Les dernières recherches menées par mes collègues et moi-même mettent en lumière ces limites et suggèrent une image plus nuancée de la poussière. Nos résultats révèlent que les émissions de poussière ne sont pas constantes mais changent de façon saisonnière et entre les hémisphères, à travers les déserts et les zones arbustives. Cela remet en question l'idée de longue date selon laquelle l'Afrique du Nord et le Moyen-Orient sont les principales sources de poussière mondiale.

En utilisant deux types de données satellitaires, nos recherches suggèrent que les émissions de poussière lors des tempêtes de poussière sont rares et localisées, un peu comme les éclairs, et se produisent dans des endroits en constante évolution.

La complexité de la poussière

Le cycle d’émission, de transport et de dépôt de poussières a des effets positifs et négatifs sur notre environnement. Les nutriments contenus dans la poussière déposée fertilisent nos océans et nos forêts tropicales. Mais la poussière provenant des sédiments érodés peut également endommager les plantes et les arbres et perturber la photosynthèse, tandis que la poussière déposée sur la glace augmente la vitesse à laquelle celle-ci fond.

Les variations dans la composition de la poussière, comme le type et la couleur des minéraux, créent un cocktail complexe de particules injectées dans l’atmosphère. Celui-ci, à son tour, interagit avec les nuages ​​pour influencer la façon dont la lumière du soleil est réfléchie ou absorbée, régulant ainsi la température de la Terre.

Il est donc essentiel que nous comprenions précisément d'où proviennent les émissions de poussière, en quelles quantités, comment la poussière est transportée à travers la planète et où elle aboutit.

Les modèles d’émission de poussière ont été développés il y a près de 30 ans, alors que les données disponibles étaient beaucoup moins nombreuses. Par conséquent, ces modèles désormais classiques du cycle de la poussière ont formulé certaines hypothèses. Une hypothèse importante était que la surface terrestre était uniformément recouverte de matériaux perpétuellement meubles et secs, toujours disponibles et provoquant des émissions de poussière.

Cependant, nous savons désormais, grâce aux mesures sur le terrain, que les sols sont souvent en croûte ou recouverts de différents types de graviers. Le seuil auquel le vent soulève le sol et le libère dans l'atmosphère a également été supposé être fixe et inchangé au fil du temps.

Nous savons également désormais que les sédiments se déplacent dans le paysage et ne sont pas toujours disponibles. La végétation recouvrant le sol réduit la vitesse du vent lorsqu'il atteint la surface du sol, ce qui réduit ensuite les émissions de poussières. Les modèles de poussière supposent toujours que la « verdure » indique la présence de végétation. Cependant, dans les zones arides où se produisent la plupart des émissions de poussière, la végétation est souvent brune, mais sa rugosité réduit néanmoins la vitesse du vent et protège le sol des émissions de poussière.

Par conséquent, les modèles classiques du cycle de la poussière ont surestimé la quantité de poussière émise. Ces faiblesses persistent depuis le développement des modèles. Cela est principalement dû au fait que les modélisateurs supposent qu'en ajustant leurs modèles de cycle de poussière aux mesures de poussière dans l'atmosphère, ils surmontent les faiblesses de la modélisation des émissions de poussière.

Une nouvelle approche

Il y a près de dix ans, nous avons développé une nouvelle approche utilisant l'ombre pour estimer dans quelle mesure la vitesse du vent est réduite par la rugosité, telle que la végétation, à la surface de la Terre. Cette approche était encore limitée par les hypothèses du modèle précédent décrites.

Cependant, pendant la pandémie, les études de terrain traditionnelles sont devenues impossibles. Nous avons donc adopté une nouvelle approche. À l’aide de satellites, nous avons produit une collection mondiale de points d’émission de poussières. Cela a fourni des données précieuses et ouvert la voie à des recherches plus approfondies.

Nous avons constaté que les modèles existants surestimaient le rôle de l’Afrique du Nord en tant que principale source d’émissions mondiales de poussières. Nos recherches montrent que les émissions de poussière changent de façon saisonnière et entre les hémisphères, depuis les déserts d'Asie de l'Est, du Moyen-Orient et d'Afrique du Nord, ainsi que des zones arbustives d'Australie et d'Amérique du Nord.

Les modèles actuels ne fournissent qu’une fraction de l’histoire basée sur la poussière présente dans l’atmosphère au-dessus de l’Afrique du Nord et du Moyen-Orient. On prévoit que peu d’émissions de poussières se produiront dans l’hémisphère sud. Mais cela contraste avec les observations sur le terrain et les expériences des habitants de ces régions.

Ces nouvelles découvertes sont cruciales pour les modèles à grande échelle car les propriétés des poussières sont différentes selon leur origine. De plus, la poussière peut changer à mesure qu'elle est transportée au sein d'un hémisphère vers différentes destinations où elle se dépose sur terre, dans nos océans et sur les calottes glaciaires.

Notre nouvelle compréhension de la répartition, de la quantité et des changements saisonniers de la poussière a des implications significatives. Cela nécessitera de réviser les reconstitutions historiques qui expliquent les changements climatiques passés. Nos résultats influenceront également les projections climatiques futures et la façon dont le cycle de la poussière interagit avec les cycles du carbone, de l'énergie et de l'eau des systèmes terrestres.