Les forêts tropicales sont généralement vues comme des alliées dans la lutte contre le changement climatique. Elles absorbent le carbone, contribuent à rafraîchir la planète et abritent une biodiversité immense. Pendant longtemps, les scientifiques ont cru que ces écosystèmes résisteraient mieux au réchauffement que d'autres. Une nouvelle étude remet en question cette hypothèse. Elle suggère que les sols tropicaux pourraient libérer d'importantes quantités de dioxyde de carbone à mesure que la Terre se réchauffe. Cette recherche, menée par le U.S. Forest Service en collaboration avec l'Université Chapman, indique que les sols tropicaux ne sont pas des acteurs passifs. Ils pourraient en fait accélérer le réchauffement mondial au lieu de le ralentir.
Points Clés
- Les sols tropicaux chauffés peuvent libérer 42 à 204 % de CO2 supplémentaire.
- L'activité microbienne, et non les racines, est la principale source de ces émissions.
- La topographie et l'humidité influencent fortement les émissions de carbone.
- Les sols tropicaux pourraient entrer dans un nouvel état fonctionnel avec des émissions élevées.
- Les modèles climatiques actuels pourraient sous-estimer l'accélération du réchauffement.
Une expérience surprenante à Porto Rico
L'expérience s'est déroulée dans la forêt expérimentale de Luquillo, à Porto Rico. Les scientifiques ont utilisé des réchauffeurs infrarouges pour augmenter la température du sol de 4°C (7,2°F). Ils ont ensuite surveillé la respiration du sol toutes les trente minutes pendant une année entière. Les résultats ont surpris l'équipe de recherche.
Les sols chauffés ont libéré entre 42 et 204 % de dioxyde de carbone de plus que les parcelles non chauffées. Ces chiffres dépassent de loin les attentes initiales. Cela suggère un rôle potentiel des sols tropicaux dans l'amplification du réchauffement climatique.
« Cette recherche montre qu'à mesure que la planète se réchauffe, les sols tropicaux pourraient commencer à amplifier ce réchauffement », a déclaré la Dre Christine Sierra O’Connell de l'Université Chapman. « Si ces schémas persistent dans le temps et les régions, nous pourrions drastiquement sous-estimer l'ampleur de la perte de carbone des forêts tropicales et l'accélération du changement climatique. »
Fait intéressant
Une augmentation de 4°C de la température du sol a entraîné une hausse des émissions de CO2 pouvant aller jusqu'à 204% dans certaines zones de la forêt de Luquillo.
Microbes : les principaux moteurs des émissions
L'hypothèse de départ était que les racines des plantes seraient la principale source de cette perte de carbone supplémentaire. Cependant, l'observation a montré le contraire. La biomasse racinaire a diminué de plus de 30 % dans les parcelles chauffées.
En parallèle, la biomasse microbienne a augmenté de plus de 50 %. Cette forte augmentation de l'activité microbienne a entraîné la hausse des émissions de carbone, tandis que la respiration des racines est devenue un facteur secondaire. Ce changement est important. Les microbes décomposent la matière organique de manière continue. À des températures plus élevées, ils semblent libérer le carbone du sol dans l'atmosphère à des niveaux records.
Contexte
Le carbone du sol est une composante majeure du cycle global du carbone. Les sols stockent plus de carbone que l'atmosphère et la végétation réunies. Toute modification de leur capacité de stockage ou de libération a un impact significatif sur le climat.
L'influence de l'humidité et de la topographie
La chaleur n'était pas le seul facteur en jeu. L'humidité a également influencé les résultats. Sur les pentes inférieures, le réchauffement a asséché les sols, réduisant l'aération et limitant la respiration après de fortes pluies. Les sols à mi-pente se sont également asséchés, mais ont tout de même produit des émissions plus élevées.
De manière surprenante, les pentes supérieures sont devenues plus humides sous l'effet du réchauffement. C'est là que le sol a libéré des quantités extraordinaires de carbone. Ces contrastes montrent que même au sein d'une seule forêt, le réchauffement n'agit pas uniformément. La topographie et l'équilibre hydrique interagissent avec la chaleur, créant des « points chauds » et des « moments chauds » de libération de carbone du sol. Prédire les émissions futures sans tenir compte de ces détails risque de sous-estimer l'ampleur de la menace.
Adaptation microbienne et Q10
L'expérience a également évalué la sensibilité des sols, mesurée par le Q10. Le Q10 indique comment la respiration change avec la température. De manière inattendue, le Q10 a chuté de plus de 70 % dans les parcelles chauffées. La respiration n'a plus suivi des augmentations prévisibles à chaque degré supplémentaire. Au lieu de cela, les microbes se sont adaptés pour maintenir des taux d'émission élevés, indépendamment d'un réchauffement ultérieur. Cela signifie que les sols tropicaux pourraient ne pas seulement augmenter leur production avec la chaleur. Ils pourraient s'installer dans un nouvel état fonctionnel où la libération de carbone reste élevée même sans sauts de température supplémentaires. De tels changements remettent en question les modèles du système terrestre qui reposent sur des hypothèses fixes.
« Nous assistons à un changement inquiétant », a expliqué O’Connell. « Les systèmes mêmes sur lesquels nous comptons pour stabiliser le climat pourraient maintenant nous pousser dans la direction opposée. »
Le projet TRACE
L'étude fait partie du projet TRACE (Tropical Responses to Altered Climate Experiment), qui vise à comprendre les réactions des écosystèmes tropicaux aux changements climatiques.
Implications mondiales et nécessité de nouvelles recherches
Les chiffres appuient cet avertissement. Sur une pente, le carbone supplémentaire libéré chaque année équivalait à la productivité de forêts tempérées entières. Compte tenu de la vaste superficie couverte par les forêts tropicales, l'impact mondial potentiel est énorme. Si les sols de l'ensemble des tropiques réagissent de cette manière, le réchauffement pourrait s'accélérer bien au-delà des projections actuelles.
Les théories antérieures soutenaient que les sols tropicaux montreraient une sensibilité limitée au réchauffement. Ces idées provenaient d'incubations en laboratoire et d'études d'altitude, plutôt que de tests en conditions réelles. L'expérience de Porto Rico prouve le contraire. En menant le premier essai de réchauffement complet dans une forêt tropicale humide, les chercheurs ont montré comment les microbes du sol, les racines et l'humidité interagissent sous l'effet de la chaleur.
La leçon est sérieuse. Les sols tropicaux pourraient ne pas résister au changement. Au lieu de cela, ils pourraient évoluer rapidement, libérant du carbone de manière puissante et imprévisible. Le projet TRACE met en lumière un site, mais le message s'applique largement. Les forêts tropicales couvrent plus de 30 zones écologiques. Chacune réagira probablement différemment, mais toutes comportent le risque de passer de puits à source de carbone.
Les scientifiques affirment que seules des expériences directes dans diverses forêts peuvent révéler l'image complète. L'action climatique se concentre souvent sur l'arrêt de la déforestation et la réduction des émissions aériennes. Cette étude montre un autre front qui ne peut être ignoré. Le sol sous la forêt est vivant, actif et capable de remodeler l'avenir du climat. Si les processus observés à Porto Rico se propagent à travers les tropiques, le réchauffement climatique pourrait s'accélérer d'une manière pour laquelle l'humanité n'est pas encore préparée. L'étude est publiée dans la revue Nature Communications.
- Conséquences inattendues : Les sols tropicaux, longtemps considérés comme des puits de carbone résilients, pourraient devenir des émetteurs majeurs.
- Rôle des microbes : L'activité microbienne est le facteur clé de l'augmentation des émissions, surpassant la respiration racinaire.
- Complexité des écosystèmes : L'interaction entre la chaleur, l'humidité et la topographie crée des réponses variées et complexes.
- Nouveaux défis : Les modèles climatiques doivent intégrer ces nouvelles dynamiques pour des prévisions plus précises.
