Le réchauffement du sol entraîne une fuite de carbone, et une nouvelle étude suggère que les températures plus élevées pourraient libérer plus de carbone que nous ne le pensions, ce qui pourrait créer une dangereuse boucle de rétroaction qui ferait que la planète deviendrait de plus en plus chaude.
Cette étude se fonde sur des expériences menées depuis 26 ans dans une forêt de feuillus du Massachusetts, où des chercheurs ont chauffé artificiellement certaines sections du sol pour en observer les effets.
Selon l’équipe du Marine Biological Laboratory (MBL) du Massachusetts, de l’université du Massachusetts et de l’université du New Hampshire, la hausse des températures entraîne un cycle en deux étapes : la production de carbone augmente pendant plusieurs années, puis se stabilise, probablement en raison de l’adaptation des microbes du sol aux conditions plus chaudes.
Après ce réajustement, les niveaux de libération de carbone recommencent à augmenter. Le problème est que le réchauffement du sol entraînerait un réchauffement de l’atmosphère, ce qui aurait pour effet de réchauffer le sol et de perpétuer une hausse des températures sur laquelle nous n’avons aucun contrôle.
Chercheurs dans la forêt de Harvard. Crédit : Université du Massachusetts
“Cette rétroaction auto-renforcée est potentiellement un phénomène global avec les sols, et une fois qu’elle commence, il peut être très difficile de l’éteindre”, a déclaré l’un des membres de l’équipe, Jerry Melillo du MBL, à Meghan Bartels de Newsweek.
“C’est cette partie du problème qui, à mon avis, donne à réfléchir”
Les scientifiques admettent qu’ils ont encore beaucoup à apprendre sur les microbes du sol et sur la façon dont ils libèrent le carbone, et que des études détaillées à long terme comme celle-ci sont essentielles pour comprendre les processus en cours.
En 1991, des serpentins chauffants semblables à ceux utilisés pour empêcher les terrains de sport de geler ont été enfouis à environ 10 centimètres sous terre dans la forêt de Harvard, ce qui a permis de maintenir certaines parties du sol de la forêt à une température supérieure de 5°C à celle des parcelles témoins.
Depuis lors, les parcelles chauffées ont perdu 17 % du carbone stocké dans les 60 centimètres supérieurs du sol, où se trouve la majeure partie de la matière organique. La perte de carbone dans les sols chauffés a dépassé le taux des parcelles témoins en deux temps, de 1991 à 2000 et de 2008 à 2013.
Entre ces périodes, la libération de carbone a atteint des niveaux similaires dans les zones chauffées et non chauffées : les scientifiques pensent que ce cycle est dû à l’augmentation du nombre de microbes, qui se régalent de matières organiques difficiles à digérer, comme la lignine des plantes, et rejettent ainsi davantage de carbone.
Vue aérienne des plaques chauffées. Crédit : Audrey Barker-Plotkin
Lorsque la nourriture vient à manquer, les microbes s’adaptent et se réorganisent, ce qui entraîne des accalmies dans la libération du carbone, suggèrent les chercheurs. Depuis 2014, les émissions de carbone des parcelles chauffées ont à nouveau chuté, et la surveillance se poursuit aujourd’hui.
“Si une quantité importante de ce carbone du sol est ajoutée à l’atmosphère, en raison de l’activité microbienne dans les sols plus chauds, cela accélérera le processus de réchauffement climatique”, explique Melillo. “Et une fois que cette rétroaction auto-renforcée commence, il n’y a aucun moyen facile de l’éteindre. Il n’y a pas d’interrupteur à actionner”
Comme le souligne l’équipe, chaque année, nous rejetons environ 10 milliards de tonnes de carbone dans l’atmosphère, principalement en brûlant des combustibles fossiles. On pense qu’environ 3 500 milliards de tonnes sont stockées dans le sol de la planète.
Une grande partie de ce volume est stockée dans de grands bassins de sol gelé dans l’Arctique – le carbone s’y décompose facilement, et nous savons que les températures aux pôles sont en hausse.
Le fait que le carbone soit enfermé dans le sol signifie non seulement qu’il n’entre pas dans l’atmosphère, mais aussi que le sol reste sain en retenant l’eau et en favorisant la croissance des plantes.
“Si ces résultats s’appliquent à l’ensemble des écosystèmes terrestres majeurs, alors une partie beaucoup plus importante que prévu de la réserve mondiale de carbone du sol pourrait être vulnérable à la décomposition et à la libération de dioxyde de carbone en cas de réchauffement climatique”, a déclaré Daniel Metcalfe, de l’université de Lund en Suède, à Fiona Harvey du Guardian.
La semaine dernière, une autre étude a révélé que les forêts libèrent plus de carbone qu’elles n’en stockent, en raison de la déforestation généralisée. Nous pouvons maintenant ajouter le réchauffement du sol aux moyens par lesquels ces zones boisées pourraient faire augmenter les niveaux de carbone.
Le seul encouragement que nous pouvons tirer de cette longue étude est que nous en apprenons toujours plus sur la manière dont les cycles du carbone et les divers points de basculement naturels pourraient influencer la hausse générale des températures sur la planète.
Grâce à une meilleure compréhension du fonctionnement des processus microbiens, il semble que nous puissions gérer le sol sous nos pieds pour piéger le dioxyde de carbone et ralentir le rythme du réchauffement climatique – mais de nombreuses recherches sont encore nécessaires, et le temps presse.
“L’avenir est un avenir plus chaud”, déclare M. Melillo. “La question est de savoir dans quelle mesure il se réchauffera”
Les recherches ont été publiées dans la revue Science.