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Réchauffement : le sol libérerait moins de CO2 que prévu

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Il existe plusieurs sources et puits de carbone sur Terre, c'est-à-dire des mécanismes capables de libérer ou de piéger du gaz carbonique. L'une de ces sources est tout simplement le sol et sa population microbienne. Une modélisation plus précise de cette dernière conduit à penser que l'augmentation de la quantité de CO2 qu'elle va libérer à cause du réchauffement climatique a été surestimée.

Le sol au-delà du cercle polaire arctique près de Barrow, en Alaska, contient une énorme quantité de carbone. De nouvelles recherches pourraient aider les scientifiques à mieux prédire combien de ce carbone sera libéré en fonction du réchauffement climatique. © Berkeley Lab

La Terre représente un système dynamique complexe avec de multiples boucles de rétroaction entre ses différentes parties. Aussi est-il difficile de faire des prédictions précises sur le long terme. On pourrait croire, par exemple, que la modélisation du climat repose entièrement sur l'étude de l'atmosphère, des océans et de leurs couplages, qui font intervenir des transferts de matière et d'énergie ainsi que des réactions chimiques. Mais en fait, on ne doit pas négliger l'influence de la biosphère. Il y a celle, évidente, des plantes et surtout des forêts. Toutefois, il en existe une autre, cachée, à savoir celle des populations microbiennes dans le sol.

Un modèle évolutif des populations microbiennes du sol

Le carbone issu de la décomposition de la matière organique - due aux micro-organismes présents dans le sol - est libéré chaque année dans l'atmosphère en quantités dix fois plus grandes que celui des émissions de combustibles fossiles. Des modifications même minimes de la population microbienne à l'échelle de la planète peuvent donc avoir une importance non négligeable sur le cycle du carbone à court terme et par conséquent sur la façon dont le climat peut évoluer. Les membres du Giec le savent bien et ont ainsi inclu dans leurs modèles numériques les effets des plantes et de ces populations de microbes.

La dynamique complexe des microbes du sol est résumée dans ce schéma. Pour la première fois, ces processus sont inclus dans un modèle informatique qui prédit le sort du carbone dans le sol quand les températures augmentent. © Berkeley Lab

Toutefois, selon deux chercheurs de la division des sciences de la Terre du célèbre Lawrence Berkeley National Lab (LBL), la prise en compte des sols n'est pas assez précise. Les populations microbiennes sont très diverses et en interaction les unes avec les autres. La façon dont elles réagissent à des augmentations de température varie dans l'espace et dans le temps. Tous ces paramètres font que les prédictions issues des modèles utilisés pour rendre compte du comportement de sols riches en microbes, comme ceux de la toundra en Arctique ou ceux de la forêt amazonienne, sont peu fiables.

Les sols ralentiront-ils le changement climatique ?

Pour en avoir le cœur net, ainsi qu'ils l'expliquent dans un article de Nature Climate Change, Jinyun Tang et William J. Riley ont développé des modèles plus sophistiqués et donc plus crédibles de ces populations microbiennes vivant dans le sol de la planète. Ceux-ci prennent notamment en compte la physiologie des microbes de façon fine, c'est-à-dire la façon dont ils respirent, se développent, utilisent de l'énergie et des enzymes bien spécifiques. Ces enzymes, qui sont utilisées pour dégrader les molécules organiques, peuvent aussi se faire adsorber sur la surface des minéraux dans le sol et donc ne pas participer à ces processus de dégradation. Les deux chercheurs ont aussi incorporé dans leurs calculs la compétition entre les différentes populations de microbes.

Ce nouveau modèle contient donc de nombreux paramètres supplémentaires mais il doit encore être étudié et comparé aux observations. Dans la mesure où l'on peut lui faire confiance, il établit une prédiction qui est une bonne nouvelle : la quantité de carbone qui va être libérée dans l'atmosphère avec le réchauffement climatique en cours sera moindre que prévu. Reste à savoir quelles seront les conséquences exactes induites par ce modèle, une fois intégré à ceux utilisés par le Giec pour prédire l'évolution du climat.

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