Les sécheresses réduisent de plus en plus l’absorption de CO2 terrestre dans les tropiques

- EN- DE- FR - IT
 (Image: Pixabay CC0)
(Image: Pixabay CC0)

Les chercheurs trouvent des preuves que les sécheresses ont affecté de plus en plus le cycle du carbone dans les forêts tropicales au cours des soixante dernières années. La plupart des modèles climatiques ne tiennent pas compte de cette observation. Cela pourrait signifier que les écosystèmes terrestres, en tant que puits de carbone, absorberont à l’avenir moins de CO2 que prévu.

Les plantes absorbent du CO2 pour se développer. Elles l’extraient de l’atmosphère et le transforment en composés organiques par le biais de la photosynthèse et de l’eau. Ainsi, au cours des six dernières décennies, les écosystèmes terrestres ont absorbé en moyenne environ 32 pour cent des émissions de CO2 produites par l’homme. La question de savoir si et dans quelle mesure la végétation terrestre peut maintenir sa fonction de puits de carbone dans un climat en mutation est une question centrale des sciences du climat et hautement pertinente sur le plan politique.

Le système climatique de la Terre est caractérisé par de nombreuses rétroactions. On entend par là les processus déclenchés par le réchauffement de la planète qui ont un effet rétroactif sur le changement climatique qui en est la cause, et qui l’amplifient ou l’atténuent. Ces rétroactions carbone-climat sont à la fois difficiles à mesurer et à modéliser et constituent un facteur d’incertitude important dans les projections climatiques. "Il est donc difficile de quantifier avec précision la manière dont le puits de carbone terrestre réagira au changement climatique supplémentaire provoqué par l’homme", explique Sonia Seneviratne, professeur de dynamique terre-climat à l’ETH Zurich.

Jusqu’à présent, les chercheurs pensaient que le puits de carbone terrestre ne serait clairement affecté qu’en cas de réchauffement global élevé, voire très élevé, de 2 à 4 degrés Celsius. Aujourd’hui, une équipe de chercheurs dirigée par Seneviratne trouve des indices selon lesquels les écosystèmes terrestres pourraient être moins résistants aux changements climatiques que ce que l’on pensait jusqu’à présent.

"Nous constatons une vulnérabilité croissante du puits de carbone tropical au manque d’eau", explique Laibao Liu, post-doctorant dans le groupe de Seneviratne et premier auteur de l’étude, dont les chercheurs font actuellement état dans le magazine scientifique externe page Nature call_made.

Boucle de rétroaction entre le carbone et le climat

Concrètement, les résultats suggèrent que les périodes de sécheresse ont eu une influence croissante sur le cycle du carbone dans les tropiques au cours des 60 dernières années, de telle sorte que la végétation a absorbé moins de CO2 pendant les épisodes de sécheresse - un effet que la plupart des modèles climatiques ne peuvent pas saisir.

Néanmoins, l’observation semble être fondée sur une rétroaction connue : Dans des conditions chaudes et sèches, les plantes cessent d’absorber du CO2 afin d’éviter les pertes d’eau. En outre, la mortalité des plantes et les incendies sont plus fréquents, ce qui entraîne des pertes de CO2 dans la biosphère. Si de telles conditions se produisent plus souvent, cela pourrait réduire le puits de CO#x#sub#2 terrestre et augmenter encore le réchauffement climatique.

Dès 2018, l’équipe de Seneviratne a pu montrer à l’échelle mondiale que les écosystèmes absorbent moins de carbone en cas de stress dû à la sécheresse : Les années de sécheresse, la concentration de CO2 dans l’atmosphère augmente considérablement. En fait, le taux de croissance du CO#x#sub#2 atmosphérique varie d’une année à l’autre en fonction de la disponibilité en eau sur terre. Le plus grand défi a été de déterminer où se produisent les sécheresses dans le monde. Depuis, il est possible de les relever avec précision grâce à une observation satellite raffinée des réservoirs d’eau terrestres.

Les sécheresses sont en corrélation avec le cycle du carbone

Dans la présente étude, les chercheurs ont voulu savoir si la corrélation entre l’eau disponible et le taux de croissance du CO2 avait évolué au fil du temps. "Étant donné que les variations annuelles du taux de croissance du CO#x#sub#2 sont clairement dominées par les flux de carbone entre les terres et l’atmosphère dans les tropiques, nous avons pu étudier cette question globale en nous basant sur les données climatiques tropicales des soixante dernières années", explique Liu.

Les chercheurs ont ainsi pu démontrer que le couplage entre la disponibilité de l’eau tropicale et le taux de croissance du CO2 s’est intensifié au cours des 30 dernières années, de 1989 à 2018, par rapport à la période précédente de 1960 à 1989.

En d’autres termes, l’eau tropicale - ou plus précisément son manque - est devenue un facteur limitant qui façonne le cycle annuel du carbone et ses rétroactions.

Les rétrospectives ne sont pas des prévisions

Ces résultats inquiètent Seneviratne, car ils mettent en évidence un processus qui pourrait encore accentuer le réchauffement climatique. Elle veut maintenant découvrir ce qui a provoqué les sécheresses tropicales plus intenses et la plus grande sensibilité des écosystèmes tropicaux, et pourquoi les modèles climatiques n’en rendent pas compte. Une explication possible pourrait être des changements dans les caractéristiques spatiales d’El Niño Southern Oscillation (ENSO), comme l’écrivent les chercheurs dans leur étude. Il est toutefois encore trop tôt pour donner des réponses sûres.

Seneviratne appelle également à la prudence face aux conclusions hâtives. "Notre étude a regardé en arrière, pas en avant. Les résultats ne sont pas des prévisions", souligne la climatologue.

Néanmoins, si les sécheresses devenaient plus importantes pour le cycle du carbone, cela ne laisserait rien présager de bon. "Nous nous attendons à ce que de nombreuses régions à la végétation étendue, notamment l’Amazonie, soient davantage touchées par les sécheresses si les températures augmentent", a déclaré Seneviratne.

Le fait que les modèles climatiques ne reflètent pas la limitation accrue de l’eau pourrait signifier que l’absorption de carbone par les plantes et leur résistance à la sécheresse ont tout simplement été surestimées jusqu’à présent. Cela influencerait l’évaluation des objectifs et des mesures climatiques - "Nous devrions recalculer le budget carbone global pour les émissions restantes", ajoute Liu.

Mais il s’agit tout d’abord de permettre aux modèles climatiques de prendre en compte de manière adéquate les conséquences des sécheresses sur le cycle du carbone. "Ce n’est qu’alors que nous pourrons faire des prévisions plus précises sur le futur puits de carbone terrestre", explique Sonia Seneviratne.

Michael Keller