L'Amazonie est la plus grande forêt tropicale du monde, qui abrite une biodiversité inégalée et l'une des plus longues rivières de la planète. Outre la rivière Amazon, l'Amazon Rainforest présente également « des rivières volantes: » Des cours d'eau invisibles qui voyagent à travers l'atmosphère, alimentant les précipitations à la fois dans la forêt et bien au-delà de ses frontières.
Les forêts jouent un rôle central dans ce système. Une grande partie de l'humidité qui monte dans l'atmosphère provient de la transpiration. Les arbres tirent de l'eau du sol à travers leurs racines, le transportent vers les feuilles et la relâchent sous forme de vapeur. Cette vapeur devient des précipitations – parfois localement, parfois à des centaines de kilomètres.
Pendant la saison sèche, lorsque la pluie est rare, jusqu'à 70% des précipitations en Amazonie proviennent de ce recyclage d'humidité généré par la forêt elle-même. Cela soulève une question clé: où les arbres trouvent-ils l'eau pour maintenir le cycle pendant les mois les plus secs?
Notre étude dans la forêt nationale de Tapajós
Dans notre étude récente publiée dans Actes de l'Académie nationale des sciencescollègues et moi avons décidé de répondre à cette question. En 2021, pendant le sommet de la saison sèche, nous avons effectué un travail sur le terrain dans la forêt nationale de Tapajós, dans l'État du Pará, au Brésil sur le territoire traditionnel du peuple de Mundurukú.
Nous avons travaillé sur deux sites contrastés: une forêt au sommet d'une colline avec une nappe phréatique profonde (environ 40 mètres) et une forêt de la vallée près d'un ruisseau où les eaux souterraines sont beaucoup moins profondes.
Les résultats ont été surprenants. La plupart des eaux utilisées pour la transpiration pendant la saison sèche ne proviennent pas de réserves profondes, mais du sol peu profond. En un an sans sécheresse ou inondations extrêmes, 69% de la transpiration sur la colline et 46% dans la vallée provenaient des 50 centimètres supérieurs du sol.
Nos recherches ont également révélé que l'eau stockée dans le sol peu profond était tombée sur terre récemment, en particulier pendant la saison sèche. En d'autres termes, la forêt recycle rapidement la pluie: elle tombe, infiltre un sol peu profond, est absorbée par les racines et est relâchée dans l'atmosphère, alimentant de nouvelles précipitations – dès le moment où la forêt a besoin d'eau le plus.
Le rôle de la diversité des arbres
Tous les arbres ne contribuent pas également à ce cycle. La diversité de l'Amazonie signifie que les espèces utilisent différentes stratégies pour accéder à l'eau stockée dans le sol. Notre étude a montré qu'un facteur clé est la «résistance à l'embolie», une mesure de la façon dont un arbre peut garder l'eau se déplacer dans ses tissus pendant la sécheresse.
Les arbres qui sont plus résistants pour prévenir les blocages d'air dans leur système de transport d'eau peuvent continuer à tirer l'eau du sol et à relâcher l'humidité dans l'atmosphère, même dans les mois les plus secs.
Dessiner de l'eau du sol sec est comme un bras de fer, où l'eau est la corde: le sol tient l'eau pendant que les racines essaient de la retirer librement. Plus le sol est sec, plus la traction est forte.
Les espèces à forte résistance à l'embolie peuvent continuer à transpirer comme des sols secs, ils peuvent donc compter sur des pluies récemment tombées dans un sol peu profond. Les espèces moins résistantes sont plus sensibles à la sécheresse et s'appuieront davantage sur des racines plus profondes pour atteindre des réserves stables ou d'autres stratégies.
Notre étude montre que plus la résistance à l'embolie est élevée, plus la proportion d'eau peu profonde utilise, et donc plus les précipitations les plus récentes de la saison sèche sont renvoyées dans l'atmosphère. Il s'agit de la première preuve que le recyclage rapide des précipitations de la saison sèche par la transpiration est fortement soutenu par la résistance à l'embolie.
Le défi à venir
Les forêts tropicales sont confrontées à des menaces importantes d'empiètement et de déforestation humains. Des changements de politique récents dans le risque brésilien accélèrent la déforestation dans des zones sensibles telles que l'Amazonie, la Cerrado Savannah et la forêt de l'Atlantique – tout essentiel pour le cycle de l'eau.
Un cycle d'eau perturbé avec moins de pluie menace la biodiversité et les habitats naturels, ainsi que les fournitures alimentaires de sécurité de l'eau.
Les communautés locales et autochtones sont les plus directement affectées, mais les impacts s'étendent bien au-delà. Les rivières volantes transportent également l'humidité amazonienne vers le sud et le centre du Brésil, soutenant l'agriculture dans les grandes régions productrices de céréales. Moins de forêt signifie moins de pluie, menaçant les cultures, la sécurité alimentaire et l'économie.
Cet équilibre délicat est menacé par la déforestation. Lorsque les forêts sont coupées, moins d'arbres libèrent l'humidité dans l'air par transpiration, réduisant la formation de précipitations locales et voisines pendant la saison sèche.
La perte forestière affaiblit le système même qui soutient les précipitations – le recyclage de l'eau par la transpiration. Notre étude montre que les arbres résistants à l'embolie jouent un rôle central en renvoyant rapidement les précipitations de la saison sèche dans l'atmosphère, où elle alimente de nouvelles précipitations.
Le message est clair: sans la forêt, il n'y a pas de pluie et sans pluie, pas de forêt. Le recyclage rapide des pluies de saison sèche maintient l'Amazonie en vie pendant ses mois les plus secs. Il joue également un rôle crucial dans le déclenchement du retour de la saison des pluies. Si la forêt perd sa capacité à recycler cette eau, l'ensemble des risques de cycle hydrologique s'effondrer.
Le Brésil accueillera la Conférence des Nations Unies sur le changement climatique 2025, COP30, en novembre. Alors que les décideurs se réunissent, la préservation des forêts tropicales comme l'Amazonie doit être parmi les problèmes au sommet de l'ordre du jour.
Les forêts du monde sont des lieux complexes et biodiverses avec des systèmes naturels délicats qui les soutiennent. L'Amazon fonctionne vraiment comme un moteur de pluie qui aide à maintenir la vie, à l'intérieur et au-delà de la forêt.
