Les sommets imposants des Andes du Sud ne façonnent pas seulement l’horizon de l’Amérique du Sud : ils influencent également discrètement l’atmosphère terrestre.
Une nouvelle étude, publiée dans Lettres scientifiques de la Terre et des planètesa découvert que la dégradation naturelle des roches de cette chaîne de montagnes élimine chaque année environ 1 % du dioxyde de carbone (CO₂) de l'atmosphère. En analysant les rivières et les sources chaudes qui drainent la région, les chercheurs ont découvert que les réactions chimiques entre l'eau et la roche consomment de plus grandes quantités de CO₂, ce qui laisse entendre que les montagnes jouent un rôle mondial bien plus important dans la régulation du climat de la planète.
L'altération chimique, le processus au cœur de cette étude, se produit chaque fois que l'eau de pluie ou l'eau de fonte interagit avec la roche. Lorsque l’eau s’infiltre dans le sol ou dans les pierres apparentes, elle utilise le CO₂ de l’air pour former un acide faible qui dissout lentement les minéraux.
Cette réaction consomme du CO₂ et libère des formes dissoutes de carbone (principalement des ions bicarbonates) que les rivières transportent dans les océans. Là, le carbone peut éventuellement être emprisonné dans des sédiments, tels que le calcaire, l’éliminant ainsi de l’atmosphère pendant des millions d’années.
Il s'agit de l'un des puits de carbone naturels à long terme de la Terre, fonctionnant silencieusement mais régulièrement dans le contexte du système climatique planétaire.
La chercheuse Amanda Peña-Echeverría, de l'Université du Chili, et ses collègues ont exploré comment ce processus se déroule dans l'une des régions montagneuses les plus dynamiques de la planète.
Les Andes s'étendent le long de la limite ouest de l'Amérique du Sud et sont à la fois tectoniquement actives et riches en volcans, exposant continuellement de la roche fraîche à l'atmosphère. L’équipe a collecté des échantillons de rivières et de sources géothermiques à travers les Andes du Sud et a mesuré leurs compositions chimiques et isotopiques.
En analysant le mélange d’éléments dissous, ils ont pu identifier quels minéraux se dégradaient, où les réactions avaient lieu et quelle quantité de CO₂ atmosphérique était consommée au cours du processus.
Les chercheurs ont calculé que le carbone total exporté par ces rivières équivaut à environ 0,0013 pétagramme de carbone par an. Cela représente jusqu'à 1 % du carbone libéré à l'échelle mondiale par l'altération des silicates sur les continents et 0,1 % de la surface totale des roches silicatées de la planète.
La grande efficacité de cette réduction du carbone est renforcée par les systèmes hydrothermaux de la région. L'eau chaude circulant à travers la roche volcanique peut augmenter la charge de silicate des rivières de captage jusqu'à 81 %, ce qui montre que les taux d'exportation de silicate altéré varient entre 30 et 400 tonnes par kilomètre carré chaque année dans les bassins versants échantillonnés.
Même si une réduction de 1 % du CO₂ atmosphérique mondial dans les Andes du Sud peut sembler minime, elle représente un flux de carbone important pour une seule chaîne de montagnes. Si des taux similaires se produisent dans d’autres chaînes de montagnes et arcs volcaniques actifs, tels que l’Himalaya et la ceinture de feu du Pacifique, l’effet global total de l’altération sur le CO₂ atmosphérique pourrait être bien plus important que ce que les scientifiques avaient estimé précédemment.
Les montagnes sont depuis longtemps reconnues comme des moteurs d’érosion, mais cette recherche souligne également leur importance en tant que catalyseurs de changements chimiques. À mesure que les Andes s'élèvent, les précipitations et la fonte des glaciers enlèvent continuellement leur surface, exposant de nouvelles roches qui réagissent avec l'eau et l'air.
Les systèmes hydrothermaux, tels que les nombreuses sources chaudes de la région, accélèrent encore ces réactions, renforçant ainsi l'absorption du CO₂. Ensemble, ces facteurs font des Andes du Sud un épurateur de carbone naturel exceptionnellement efficace.
Cependant, les scientifiques notent que leurs calculs comportent une certaine incertitude. Les rivières échantillonnées ne représentent qu’une fraction du système montagneux et les conditions varient considérablement selon les différents bassins versants.
La force du puits de carbone dépend des types de roches présentes, de la quantité de précipitations et du taux d’érosion, qui peuvent tous différer même au sein d’une même vallée.
Il y a aussi la question de la permanence : bien que l’altération élimine le CO₂ de l’atmosphère, une partie de ce carbone peut revenir plus tard par le biais d’émissions volcaniques ou d’autres processus géologiques. Néanmoins, l’ampleur du retrait observé dans les Andes est suffisamment importante pour exiger qu’on y prête attention.
L’étude souligne également à quel point le cycle du carbone peut être dynamique sur des échelles de temps géologiques. L’altération chimique agit comme un thermostat planétaire : lorsque le CO₂ atmosphérique augmente, les températures mondiales augmentent, accélérant l’altération et attirant davantage de CO₂ jusqu’à ce que l’équilibre soit rétabli.
À l’inverse, si les niveaux de CO₂ chutent trop, des conditions plus fraîches ralentissent les réactions, permettant au CO₂ de s’accumuler à nouveau. Cette rétroaction naturelle a contribué à maintenir l’habitabilité de la Terre pendant des centaines de millions d’années, alors même que les éruptions volcaniques et les déplacements des continents ont radicalement modifié la surface de la planète.
Pour l’avenir, les résultats soulèvent de nouvelles questions sur la manière dont le changement climatique pourrait affecter ces processus. Le réchauffement des températures pourrait modifier les régimes de précipitations, la fonte des glaciers et le débit des rivières, qui influencent tous le rythme de l’altération. Dans certaines régions, un ruissellement plus important pourrait améliorer l’élimination du CO₂ ; dans d’autres, des conditions plus sèches pourraient le ralentir. Les activités humaines peuvent également modifier la chimie et l’hydrologie des paysages de montagne, modifiant potentiellement l’efficacité avec laquelle ils absorbent le carbone.
Alors que les forêts et les océans sont souvent considérés comme les principaux puits naturels de carbone de la planète, cette étude montre que la Terre solide joue également un rôle mesurable dans la régulation de l'atmosphère.
L’altération des Andes du Sud élimine activement le dioxyde de carbone grâce à des réactions chimiques bien comprises, apportant ainsi une contribution quantifiable au cycle mondial du carbone. Chaque épisode pluvieux et système fluvial de la région contribue progressivement à la réduction à long terme du CO₂, démontrant que les environnements montagneux peuvent jouer un rôle important dans le maintien de l’équilibre atmosphérique.
À mesure que les recherches s’étendent à d’autres chaînes de montagnes et arcs volcaniques, les scientifiques commencent à affiner les estimations mondiales de l’altération et à réévaluer la quantité de carbone emprisonnée par ces processus géologiques. Les Andes peuvent sembler immobiles, mais les données montrent que leur altération continue exerce une influence constante sur la chimie atmosphérique.
Loin d'être une toile de fond passive, les chaînes de montagnes du monde sont des composants actifs du système de régulation du carbone de la Terre et sont essentielles à la compréhension de la manière dont la planète stabilise son climat au fil du temps.
Écrit pour vous par notre auteur Hannah Bird, édité par Sadie Harley, et vérifié et révisé par Robert Egan, cet article est le résultat d'un travail humain minutieux. Nous comptons sur des lecteurs comme vous pour maintenir en vie le journalisme scientifique indépendant. Si ce reporting vous intéresse, pensez à faire un don (surtout mensuel). Vous obtiendrez un sans publicité compte en guise de remerciement.
