Une équipe de chercheurs de l'Université du Massachusetts à Amherst, spécialisée dans la comptabilisation des rejets de dioxyde de carbone par les ruisseaux, les rivières et les lacs, a récemment démontré que le processus chimique connu sous le nom de « tamponnage carbonaté » peut être responsable de la majorité des émissions dans les eaux hautement alcalines. De plus, le tamponnage carbonaté déforme la méthode la plus couramment utilisée pour suivre les origines du CO2 dans les flux.
La recherche, publiée dans Global Biogeochemical Cycles , propose une meilleure méthode pour suivre l'origine du CO2 fluvial émissions.
Les eaux intérieures, y compris les ruisseaux, les rivières et les lacs, représentent environ 5,5 gigatonnes de CO2 émissions annuelles – environ 15 % de ce que les humains émettent. Mais les modèles climatiques actuels ont du mal à prendre en compte ce carbone, explique Matthew Winnick, professeur adjoint de sciences de la Terre, de la géographie et du climat à l'UMass Amherst et auteur principal de l'article, en partie parce qu'une grande partie de ce carbone semble être produite de manière énigmatique, par tamponnage carbonaté.
"Le processus est un peu bizarre", explique Winnick. "Il agit comme une sorte de réserve cachée de CO2 , reconstituant le carbone perdu dans l'atmosphère et, finalement, augmentant la quantité de CO2 disponible pour le dégazage."
Pour montrer comment fonctionne ce bassin caché, Winnick et son co-auteur, Brian Saccardi, alors étudiant diplômé de l'UMass, se sont penchés sur des études axées sur la teneur en carbone des océans. "Le tampon carbonique est un phénomène très connu dans l'océan", explique Winnick, "et même si les océans fonctionnent différemment des eaux intérieures, nous avons pu emprunter les équations géochimiques pour construire une série de modèles qui pourraient prendre en compte un large éventail de phénomènes. des conditions des rivières et des ruisseaux. "
Alors, qu’est-ce que le tamponnage carbonaté ? Cela commence par CO2 -qui est partout :dans l'air, dans le sol et dans l'eau. Lorsque le CO2 se dissout dans l’eau, il peut réagir pour former de l’acide carbonique qui, par d’autres réactions, peut ensuite devenir du bicarbonate et du carbonate. Cette réaction peut également s'effectuer à l'envers, ce qui signifie que des niveaux élevés de bicarbonate et de carbonate peuvent agir comme réserves de CO2. , entraînant des émissions. Tout ce bilan de CO2 , l'eau et le carbonate sont appelés « tampons carbonatés » et les réserves de carbonate peuvent être émises sous forme de gaz à effet de serre par les systèmes hydrographiques.
En effet, Winnick et Saccardi ont découvert que ce réservoir caché peut représenter plus de 60 % du CO2 émissions dans des conditions alcalines.
Il existe encore une autre astuce que le tampon carbonaté a dans son sac. À l’ère du réchauffement climatique, il est extrêmement important de savoir à la fois quelle quantité de carbone est globalement émise et d’où vient ce carbone. "Bien que nous ne pensons pas que les émissions des cours d'eau contribuent au réchauffement climatique, la grande question se pose de savoir si ces émissions changeront à mesure que le climat se réchauffe, ce qui pourrait amplifier le réchauffement à l'avenir. Pour prédire les changements, nous devons savoir où le CO2 vient", dit Winnick.
Mais déterminer quelle molécule de CO2 est venu de quelle source n'est pas une tâche simple. Pour suivre le carbone, en particulier le carbone émis par les plans d'eau, les scientifiques utilisent souvent des isotopes du carbone, ou des versions de carbone de masses différentes, qui agissent comme une sorte de signature médico-légale pouvant indiquer l'origine du carbone.
Cependant, Winnick et Saccardi ont découvert que les signaux isotopiques dans les flux sont très sensibles aux réactions de tamponnage carbonaté. "La principale façon dont nous utilisons les isotopes pour suivre les sources est leur relation avec le CO2 concentrations, mais le tamponnage carbonaté provoque la rupture de ces relations", explique Winnick. Cette décomposition peut indiquer le mauvais responsable du carbone si elle n'est pas correctement prise en compte.
Une façon de prendre en compte le tamponnage carbonaté consiste à mesurer plusieurs isotopes du carbone, suggère la nouvelle étude. Les scientifiques se concentrent généralement uniquement sur l'un des deux isotopes traceurs, en raison du coût élevé de leur analyse, mais l'équipe a découvert que le suivi de l'origine des deux isotopes peut aider à démasquer les sources cachées de CO2. .
Plus d'informations : Matthew J. Winnick et al, Impacts du tampon carbonaté sur l'équilibre atmosphérique du CO2, du δ13CDIC et du Δ14CDIC dans les rivières et les ruisseaux, Cycles biogéochimiques mondiaux (2024). DOI :10.1029/2023GB007860
Fourni par l'Université du Massachusetts Amherst
