Des scientifiques ont détecté une augmentation rapide d’un gaz à effet de serre largement négligé

Le dioxyde de carbone et le méthane ne sont pas les seuls gaz à effet de serre dont le monde doit s’inquiéter. L’augmentation rapide du protoxyde d’azote (N2O), familièrement appelé “gaz hilarant”, n’est pas non plus une blague.

Ce gaz à effet de serre peu connu n’est peut-être pas aussi répandu ni aussi durable que le dioxyde de carbone, mais il est des centaines de fois plus puissant et peut rester dans l’atmosphère pendant plus d’un siècle.

Aujourd’hui, il est principalement libéré par les pratiques agricoles humaines, comme l’utilisation d’engrais azotés bon marché. Et, comme vous l’avez sans doute deviné, c’est aussi l’un des principaux responsables de l’appauvrissement de la couche d’ozone et du réchauffement de la planète.

Pour ne rien arranger, nous avons gravement sous-estimé son utilisation. Depuis le début du siècle, de nouvelles mesures révèlent que le N2O atmosphérique a augmenté beaucoup plus rapidement que ne l’avaient prévu les experts des Nations unies.

“Nous constatons que les émissions de N2O ont considérablement augmenté au cours des deux dernières décennies, mais surtout à partir de 2009”, explique la climatologue Rona Thompson, de l’Institut norvégien de recherche sur l’air (NILU).

“Nos estimations montrent que les émissions deN2Oont augmenté plus rapidement au cours de la dernière décennie que ne l’avait estimé le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC)

Au lieu de fonder leurs calculs sur les émissions humaines, qui proviennent généralement de sources indirectes, les chercheurs ont utilisé une approche “descendante”, basée sur des dizaines de mesures atmosphériques effectuées dans le monde entier. Ces données ont ensuite été utilisées pour prédire la dynamique du N2O sur terre et dans l’océan entre 1998 et 2016.

Contrairement au modèle simple proposé par le GIEC en 2006, qui supposait une relation linéaire entre les émissions de N2O et l’utilisation d’azote, les nouvelles conclusions suggèrent que le problème pourrait s’aggraver rapidement – plus qu’il ne l’a déjà fait.

Entre 2000 et 2005, et entre 2010 et 2015, les émissions de N2O ont augmenté d’environ 10 %. C’est plus du double du taux estimé à partir de l’utilisation des engrais, qui a été signalé aux Nations unies.

Selon les auteurs, ce phénomène n’est pas dû à des changements naturels, mais plutôt à notre dépendance croissante à l’égard des engrais azotés pour les cultures agricoles. La production d’acide nitrique et la combustion de combustibles fossiles et de biomasse n’aident certainement pas.

“Cette augmentation est nettement plus importante que les estimations antérieures”, écrivent les auteurs, ajoutant qu'”un changement de cette ampleur ne peut être expliqué par aucun mécanisme connu par le biais du puits [N2O], car il nécessiterait une augmentation de la durée de vie de l’atmosphère de ~20 ans, et un tel changement est irréaliste sur cette échelle de temps”

(Thompson et al., Nature Climate Change, 2019)

La grande majorité de l’excès d’azote provient des terres, et si les émissions aux États-Unis et en Europe sont restées assez stables, le N2O a explosé en Chine et, dans une moindre mesure, en Inde, au Népal, au Bangladesh, au Pakistan et au Brésil.

Les auteurs ont constaté que ces régions sont responsables d’environ la moitié de l’augmentation des émissions mondiales au cours des deux dernières décennies, l’Afrique contribuant pour 20 % supplémentaires. Pour la Chine et le Brésil, les projections du GIEC étaient très éloignées.

“Ce décalage semble provenir du fait que les émissions dans ces régions sont proportionnellement plus élevées que l’utilisation d’engrais azotés et de fumier”, expliquent les auteurs dans un récent article pour The Conversation.

À partir d’un certain point, expliquent-ils, il semble que les plantes ne puissent plus fixer l’azote aussi efficacement, ce qui entraîne une augmentation exponentielle des émissions.

L’idée n’est pas nouvelle, mais le chercheur en agriculture Richard Eckard, qui n’a pas participé à l’étude, a déclaré à ABC News Australia qu’ elle n’avait jamais été étudiée à ce niveau mondial auparavant.

“Lorsque vous dépassez la capacité du système [végétal] à utiliser cet engrais azoté, l’efficacité s’envole et l’azote peut s’échapper du cycle”, a-t-il déclaré à ABC.

“Cela se produit dans certaines industries où la quantité recommandée d’engrais est dépassée, et vous obtenez une perte exponentielle d’azote.”

Dans une analyse de l’étude par Nature, l’agronome environnemental David Makowski est d’accord. Il écrit que l’augmentation constante des engrais azotés dans les pays en développement est très probablement à blâmer pour le récent pic des émissions mondiales.

“Ce résultat renforce l’hypothèse d’une relation non linéaire entre les émissions de N2O et les apports d’azote et donc d’un facteur d’émission non constant, comme l’ont suggéré précédemment plusieurs études expérimentales sur le terrain et des méta-analyses”, écrit-il.

“Cela implique que l’approche de niveau 1 par défaut du GIEC, à savoir un facteur d’émission constant, peut à la fois surestimer les émissions lorsque l’excès d’azote est faible et les sous-estimer lorsqu’il est élevé.”

Les rapports du GIEC ont été critiqués par le passé pour avoir sous-estimé les émissions de carbone dues au dégel du pergélisol, aux points de basculement et aux boucles de rétroaction positive. Aujourd’hui, il semble qu’il en aille de même pour les émissions de N2O.

Au début de cette année, une étude a révélé que le dégel du pergélisol dans l’Arctique pourrait libérer 12 fois plus d’oxyde nitreux que ce que nous pensions auparavant. Plus récemment encore, il a été suggéré que le réchauffement de la planète et l’acidification des océans pourraient simplement aggraver les émissions de ce gaz puissant.

“Nous devrons ajuster nos inventaires d’émissions à la lumière de ces résultats”, déclare Wilfried Winiwarter, chercheur au programme sur la qualité de l’air et les gaz à effet de serre de l’IIASA.

Mais plus que cela, les auteurs affirment que nous devons réduire nos émissions. Aux États-Unis et en Europe, des réglementations strictes ont empêché l’azote de s’accumuler dans les sols et dans les cours d’eau, et des techniques agricoles plus durables dans d’autres régions du monde pourraient également être utiles.

Les auteurs suggèrent de réduire le travail du sol et l’engorgement des terres cultivées, ce qui ne se fait pas au détriment de la production agricole si les mesures sont prises correctement.

“Ce n’est pas qu’ils ne devraient pas utiliser d’engrais azotés”, a déclaré Eckard à l’ABC, “mais si nous utilisions tous la bonne quantité, il y aurait beaucoup moins d’oxyde nitreux dans l’atmosphère.”

L’étude a été publiée dans Nature Climate Change.