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L’Himalaya enfouit le carbone et rafraîchit la planète

Les massifs montagneux soumettent leur sol à une forte érosion. Transportée par les rivières et des fleuves, parfois énormes en zones tropicales, la matière organique rejoint la mer. Mais à quel débit ? Et que devient cette matière carbonée ? Une équipe française est allée mesurer en parcourant l’Himalaya, instruments à la main, sac au dos et chaussures de marche aux pieds. Conclusion : la plus haute montagne du globe rend très peu de carbone au monde vivant.

Valier Galy, géologue et amateur d’alpinisme, s’est fait trekkeur pour analyser les cours d’eau himalayens. On le voit ici en pleine action avec un échantillonneur de sédiments. © C. France-Lanord / CNRS 2007 Valier Galy, géologue et amateur d’alpinisme, s’est fait trekkeur pour analyser les cours d’eau himalayens. On le voit ici en pleine action avec un échantillonneur de sédiments. © C. France-Lanord / CNRS 2007

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On le savait mais on ne l’avait jamais mesuré : les chaînes de montagne interviennent dans le cycle du carbone selon un mécanisme simple. Les massifs pentus et élevés exposent le sol à l’humidité. La pluviosité importante génère des torrents, des rivières et des fleuves qui érodent puissamment la surface. La matière organique est ainsi entraînée vers l’océan où elle est, pour une part, reprise par les organismes vivants tandis que le reste sédimente au fond, emprisonnant du carbone pour des millions d’années. A ce jeu, les massifs les plus actifs sont ceux situés en régions tropicales, à cause de la pluviosité importante, et les plus jeunes, dont les pentes sont plus fortes.

Pour la théorie, donc, pas de problème. Mais, concrètement, quelle quantité de matière organique est ainsi transportée&nbsp? Pour le savoir, il suffit de mesurer combien les fleuves emportent de sédiments… Mais les mesures précises de ce transport manquent cruellement, tant elles sont difficiles. Le Brahmapoutre, qui récolte l’eau dévalant de milliers de torrents himalayens, est large de dix kilomètres près de son embouchure et personne ne sait exactement combien il charrie de matière.

Il faut aller voir sur place

Alors, pour le savoir, une équipe de géologues, armés d’échantillonneurs de sédiments et de l’équipement du parfait trekkeur, est partie à l’assaut de l’Himalaya, un massif à la fois jeune et tropical, donc gros recycleur de matière organique. Ces valeureux scientifiques travaillent au Centre de recherches pétrographiques et géochimiques et au laboratoire Géologie et gestion des ressources (CNRS-Insu, Nancy-Université) ainsi qu’au Laboratoire de géologie de l’Ecole normale supérieure de Paris (CNRS-Insu). Ils sont revenus et leurs résultats viennent d’être publiés dans la revue Nature.

Valier Galy, Christian France-Lanord et leurs collègues ont dosé les sédiments dans les cours d’eau depuis le Népal jusqu’à la baie du Bengale en passant par l’Inde et le Bangladesh. Une équipe d’océanographes allemands a pris le relais à bord du navire RV-Sonne pour poursuivre les mesures en mer.

Au total, l’Himalaya envoie vers la mer environ un milliard de tonnes de matière par an. Mais si l’on veut jauger l’effet de cette érosion sur le bilan du cycle du carbone, il faut soustraire la quantité de matière carbonée fossile, qui provient de la roche elle-même et qui retournera dans les sédiments profonds. La différenciation entre les deux a été effectuée par dosage au carbone 14 à l’aide du spectromètre à accélérateur Artemis de Saclay.

Problème de géologie pratique : comment mesurer la quantité et la qualité des sédiments organiques charriés par un fleuve tumultueux de dix kilomètres de large ? Ici, le Brahmapoutre, au Bangladesh. © C. France-Lanord / CNRS 2007
Problème de géologie pratique : comment mesurer la quantité et la qualité des sédiments organiques charriés par un fleuve tumultueux de dix kilomètres de large ? Ici, le Brahmapoutre, au Bangladesh. © C. France-Lanord / CNRS 2007

Responsable d’une glaciation ?

Les chercheurs ont découvert que le piégeage de la matière organique dépend très fortement de la nature du sédiment et de sa granulométrie. Ainsi, par exemple, les matériaux fins à base d’argile en retiennent beaucoup plus que les sables plus grossiers. A l’échelle de l’Himalaya, une méconnaissance de ce détail aboutit au final à une erreur gigantesque sur les quantités de matière organique envoyées en mer… Il fallait donc bien aller voir sur place !

L’analyse de la matière organique a permis de remonter à son origine (il s’agit essentiellement de débris végétaux). L’étude a notamment montré la forte ressemblance entre la charge organique du Brahmapoutre (qui vient de l’est de l’Himalaya) et du Gange (qui récupère les eaux de l’ouest du massif). Dans ces comparaisons se situe la principale découverte de ces équipes : les sédiments déposés en mer au fond de la baie du Bengale comportent la même teneur en matière organique que les fleuves et les rivières.

Autrement dit, la quasi-totalité des sédiments organiques prélevés à la montagne est déposée au fond de la mer et n’est pas rendue au monde vivant. Cette matière carbonée s’enfouira rapidement dans les couches géologiques et y demeurera pour des millions d'années.

Le résultat a surpris car ce fonctionnement est très différent de ce que l’on observe à l’embouchure de l’Amazone dont 70% de la matière organique est restituée à l’océan et à son plancton.

A l’échelle des temps géologiques, l’Himalaya est donc un énorme enfouisseur de carbone et par conséquent un réducteur d’effet de serre, à tel point que les chercheurs se demandent si l’érection de ce massif n’a pas une responsabilité dans la période glaciaire débutée au début de l’Oligocène, il y a quelque 34 millions d’années…


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