La photosynthèse des microbes dans le sol peut augmenter leur activité à mesure que les températures augmentent, compensant certaines des émissions de carbone qui devraient être libérées des tourbières et du pergélisol
Les tourbières telles que la tourbière Männikjärve en Estonie sont des puits de carbone importants
Les microbes dans les sols riches en carbone augmentent leur taux de photosynthèse dans des conditions plus chaudes, ce qui suggère que les modèles climatiques actuels peuvent surestimer les émissions totales attendues des paysages dégradants à mesure que le climat se réchauffe.
Alors que le monde se réchauffe, les écosystèmes naturels comme les tourbières et le pergélisol devraient commencer à libérer rapidement le dioxyde de carbone stocké à mesure que l'activité microbienne se déplace dans leurs sols. Ces environnements pourraient être d'énormes sources d'émissions futures, avec des estimations suggérant que l'hémisphère nord stocke 1,5 milliard de tonnes de carbone en pergélisol, tandis que les tourbières mondiales stockent environ 600 milliards de tonnes.
Mais l'image n'est peut-être pas si sombre. Les modèles climatiques supposent que lorsque le monde se réchauffe, les microbes de sol qui décomposent la matière organique le feront plus rapidement, augmentant le taux d'émissions de CO2. Pourtant, les mêmes conditions peuvent également déclencher certains types de microbes trouvés dans le sol, tels que les microalgues, pour augmenter leur taux de photosynthèse. Cela entraînerait un rabattement de plus de carbone de l'atmosphère, atténuant partiellement l'impact du CO2 libéré par d'autres processus.
Les scientifiques commencent à peine à quantifier le bénéfice climatique de cet effet. Dans le cadre de cela, Vincent Jassey au Center for Research on Biodiversity and Environment en France et ses collègues ont décidé de mesurer l'impact de la photosynthèse des microbes sur l'adoption du carbone dans les tourbières.
Ils ont transplanté 125 blocs de tourbe de cinq sites en Europe pour exposer les échantillons à de nouvelles conditions environnementales et surveillé l'activité microbienne résultante. L'équipe a constaté que des conditions plus chaudes ont déclenché une activité de photosynthèse améliorée parmi les microbes. «C'est une réponse très forte et c'est similaire dans toutes les communautés que nous avons testées», explique Jassey.
L'équipe a utilisé ces résultats pour construire le premier modèle qui quantifie la quantité de microbes de photosynthèse pourrait compenser les émissions de tourbières à l'échelle mondiale. Ils estiment que cela pourrait constituer un rabattement de plus de 51 millions de tonnes de carbone par an entre 2021 et 2040, ce qui équivaut à environ 14% de l'augmentation prévue des émissions de tourbières au cours du même laps de temps. «J'ai été vraiment surpris de voir à quel point il pourrait compenser le carbone», explique Jassey.
Jean-Philippe Gibert à l'Université Duke, en Caroline du Nord, affirme qu'un effet similaire a été observé dans les tourbières du Minnesota et de l'Alaska. «J'en ai vu assez – je suis convaincu que cela se produit», dit-il. « TVoici une réelle possibilité pour cette atténuation dans l'une des voitures les plus importantesBon coule dans les écosystèmes terrestres sur la planète. » L'effet le plus important serait probablement réservé aux tourbières boréales et tempérées, qui devraient connaître des fluctuations plus dramatiques de température, ajoute-t-il.
L'effet peut ne pas être limité aux tourbières, cependant. «Vous trouvez différentes espèces, mais les microalgues sont partout dans les sols. Ces mécanismes pourraient donc se produire dans tous les types d'écosystème», explique Jassey.
Andreas Kappler à l'Université de Tübingen en Allemagne a étudié comment les microbes du pergélisol modifient leur activité en raison de la hausse des températures. «Nous savons déjà que la photosynthèse se produit également en décongelant le pergélisol», dit-il, soulignant que son équipe a rassemblé sur des sites de terrain en Suède. Le phénomène pourrait être particulièrement répandu, suggère-t-il, étant donné que l'activité est observée dans des étangs d'eau de fusion peu profonds qui sont courants à travers les paysages de pergélisol.
Les résultats pourraient changer considérablement la quantité de carbone que nous attendons des écosystèmes naturels qui se libérent dans un monde réchauffant. «Si vous voulez inclure les conséquences de la décongélation du pergélisol dans les modèles climatiques, vous devez connaître ces processus», explique Kappler.
