Dans quelle mesure le carbone organique stocké dans les sols réagit-il aux changements de température et d'humidité? Cette question est au cœur d'une nouvelle étude maintenant publiée dans Communications de la nature.
Le travail impliquait des chercheurs de Marum – Centre pour les sciences de l'environnement marin à l'Université de Brême et de l'Institut Alfred Wegener, Helmholtz Center for Polar and Marine Research à Bremerhaven.
À l'échelle mondiale, les sols stockent plus de deux fois plus de carbone que l'atmosphère. Par conséquent, l'absorption et la libération de carbone par les sols constituent un solide régulateur des concentrations atmosphériques du dioxyde de carbone au gaz à effet de serre (CO2). Dans le contexte du changement climatique anthropique en cours, il est donc important de mieux comprendre la sensibilité du carbone du sol, qui est directement lié à la libération de CO2 des sols, sous un climat changeant, comme l'augmentation des températures et / ou des variations du cycle hydrologique.
Des études ont déjà souligné l'importance des régions du pergélisol, où l'augmentation des températures conduit à la libération de carbone à partir de sols précédemment congelés. Cependant, de grandes quantités de carbone organique sont également stockées dans des sols dans les régions subtropicales et tropicales. Dans ces régions, on ne savait pas auparavant quel était le principal facteur d'un changement dans le taux de renouvellement du carbone.
« Les microbes qui décomposent la matière organique sont généralement plus actifs dans des conditions chaudes et humides, de sorte que la teneur en carbone dans les sols tropicaux réagit très rapidement aux changements climatiques. Certaines études rapportent une influence principale de l'évolution des conditions hydroclimatiques, tandis que dans d'autres, la température joue le rôle principal », explique le premier auteur du Dr Vera Meyer de Marum.
Les dépôts offrent un aperçu du passé
Pour faire la lumière sur ces processus à grande échelle, Meyer et ses collègues ont choisi une approche plutôt non conventionnelle. Au lieu d'étudier les sols, ils ont analysé l'âge de la matière organique dérivée des terres qui a été transportée des sols du Nil à la Méditerranée et déposés près de l'embouchure du fleuve. Le Nil transporte les matériaux d'une énorme zone de bassin versant de la région subtropicale aux régions tropicales de l'Afrique du Nord-Est à la Méditerranée orientale.
Les échantillons de l'étude proviennent d'un noyau de sédiments marins côtiers dans lequel des preuves d'âge de plusieurs milliers d'années ont été déposées. Ces noyaux de sédiments permettent donc un regard beaucoup plus long dans les moments de l'histoire de la Terre lorsque le climat était significativement différent d'aujourd'hui et a considérablement changé.
« L'âge de la matière organique livrée par le Nil dépend essentiellement de deux facteurs: combien de temps il était dans les sols et combien de temps il a fallu pour être transporté dans la rivière. L'avantage de notre approche est que les échelles de longue durée peuvent être étudiées, dans ce cas les 18 000 dernières années depuis la dernière période glaciaire », explique le Dr Enno Schefuß, également à partir de Marum.
Les résultats ont surpris les chercheurs et ont montré quelque chose d'inattendu: l'âge du carbone terrestre n'a changé que légèrement avec les changements de précipitation et les changements associés de ruissellement, mais a fortement réagi aux changements de température.
De plus, la variation des âges due à l'augmentation de la température après la dernière période glaciaire était significativement plus grande que prévu. Cela signifie que le réchauffement post-glaciaire a considérablement accéléré la décomposition de la matière organique par des micro-organismes dans les sols et a provoqué une épuisement beaucoup plus fort du CO2 à partir de sols (sous) tropicaux que prévu par les modèles de cycle du carbone.
Le co-auteur du Dr Peter Köhler d'Awi Bremerhaven dit: « Le fait que les modèles sous-estiment la libération de carbone de sols nous montre si fortement que nous devons réviser la sensibilité du carbone du sol dans nos modèles. »
Cependant, cet effet a non seulement contribué à l'augmentation du CO atmosphérique2 Concentration à la fin de la dernière période glaciaire, mais a également des conséquences de grande envergure pour l'avenir: le renouvellement du carbone dans les sols s'accélérera avec un réchauffement climatique supplémentaire et pourrait encore augmenter le CO atmosphérique2 Concentration via une rétroaction précédemment sous-estimée.
