Les lacs de tourbières du bassin du Congo libèrent du carbone vieux de milliers d’années

Peter Rüegg

Les vastes marécages et tourbières des régions tropicales jouent un rôle important dans le cycle mondial du carbone et, par conséquent, dans le climat mondial. Le bassin amazonien, le bassin du Congo et les zones humides tropicales d’Asie du Sud-Est accumulent du carbone sous forme de matière végétale morte non décomposée, stockant ainsi environ 100 gigatonnes de carbone.

L’un des plus grands et des plus importants de ces réservoirs de carbone tropicaux est situé dans le bassin du Congo au cœur de l’Afrique, domaine du puissant fleuve Congo et de ses nombreux affluents. Bien que les marécages et les tourbières du bassin du Congo ne couvrent que 0,3 % de la surface terrestre, ils contiennent un tiers du carbone stocké dans les tourbières tropicales.

L’impact réel de ces écosystèmes de tourbières sur le cycle mondial du carbone et le climat n’a guère été étudié, en partie parce que le centre du bassin du Congo reste difficile d’accès. Les bateaux et les pirogues sont souvent les seuls moyens de transport pour atteindre les marécages et les lacs isolés.

La recherche révèle des surprises

Une équipe de recherche dirigée par l’ETH Zurich a examiné de plus près le bassin du Congo au cours de la dernière décennie. Dans ce processus, les chercheurs ont découvert plusieurs surprises, comme l’une des rivières d’eau noire les plus sombres au monde, la rivière Ruki (selon un rapport d’ETH News).

Dans la dernière étude, qui vient d’être publiée dans la revue Nature Geoscience, les chercheurs se sont à nouveau concentrés sur l’eau assombrie par le lessivage des débris végétaux : le plus grand lac d’eau noire d’Afrique, le lac Mai Ndombe, et son voisin plus petit, le lac Tumba – et ils ont une nouvelle fois été surpris.

Plus de quatre fois plus grand que le lac de Constance, l’eau du lac Mai Ndombe ressemble à du thé noir. Le lac est entouré de vastes forêts marécageuses et d’une forêt tropicale de basse altitude pratiquement intacte poussant sur une épaisse tourbe. La matière organique lessivée à partir de matériel végétal et de sol en décomposition provenant des forêts marécageuses et tropicales environnantes colore l’eau du lac d’un brun foncé.

Du carbone ancien libéré

Désormais, les chercheurs ont démontré que de grandes quantités de carbone sous forme de CO₂ sont émises dans l’atmosphère par l’intermédiaire des deux lacs.

Contrairement aux attentes des chercheurs, cependant, seule une partie du carbone provient de matière végétale produite récemment. Jusqu’à 40 % du carbone provient de tourbes qui se sont accumulées dans les écosystèmes environnants sur des milliers d’années. C’est ce que révèlent les datations au carbone 14 du CO₂ dissous dans l’eau du lac.

« Nous avons été surpris de constater que du carbone ancien est libéré par le lac », explique l’auteur principal Travis Drake, scientifique du groupe Agroécosystèmes Durables (SAE) dirigé par le professeur de l’ETH Johan Six. « Le réservoir de carbone a une fuite, pour ainsi dire, par laquelle le carbone ancien s’échappe », ajoute le co-auteur Matti Barthel, technicien de recherche au SAE.

Comment le carbone est-il libéré ?

Jusqu’à présent, la recherche supposait que le carbone stocké dans les tourbes du bassin du Congo restait lié pendant très longtemps et n’était libéré que dans certaines conditions, comme lors de sécheresses prolongées.

La manière dont le carbone est mobilisé à partir de la matière végétale non décomposée reste floue. Les voies par lesquelles le carbone pénètre dans l’eau du lac sont également encore inconnues.

Par conséquent, il est crucial pour les chercheurs de déterminer si la libération de vieux carbone indique un point de basculement déstabilisant ou un état d’équilibre naturel compensé par de nouveaux dépôts de tourbe.

Existe-t-il un risque d’assèchement des tourbières ?

La libération de vieux carbone pourrait indiquer un problème plus vaste, à savoir que les changements environnementaux déclenchés par le changement climatique entraînent une réaction en chaîne.

Si le climat devient plus sec, par exemple, davantage de carbone pourrait être mobilisé car la tourbe s’assèche plus souvent et plus longtemps, permettant à l’oxygène de pénétrer plus profondément dans les couches de tourbe. Ceci favorise la décomposition de la matière organique autrefois stable par les micro-organismes, avec des conséquences pour le climat mondial puisque davantage de CO₂ provenant de cet énorme réservoir de carbone est libéré dans l’atmosphère.

« Nos résultats contribuent à améliorer les modèles climatiques mondiaux, car les lacs et les zones humides tropicales ont été sous-représentés dans ces modèles jusqu’à présent », a déclaré Six.

Les niveaux d’eau ont une influence massive sur le dégazage

En plus d’étudier l’âge et l’origine du CO₂ dégazé, les chercheurs ont également examiné les émissions de deux autres gaz à effet de serre importants du lac Mai Ndombe, à savoir le protoxyde d’azote et le méthane.

Dans cette étude parallèle, publiée dans le Journal of Geophysical Research, les chercheurs ont constaté que les niveaux d’eau, par exemple, ont une forte influence sur le volume de méthane s’échappant dans l’atmosphère.

Plus le niveau d’eau du lac est élevé, plus les micro-organismes décomposent efficacement le méthane. Si les niveaux d’eau sont (plus) bas, comme c’est habituellement le cas pendant la saison sèche, le méthane est moins bien décomposé et s’échappe du lac en plus grandes quantités.

« Nous craignons que le changement climatique ne perturbe également cet équilibre. Si les sécheresses deviennent plus longues et plus intenses, les lacs d’eau noire de cette région pourraient devenir des sources importantes de méthane ayant un impact sur le climat mondial », déclare le professeur de l’ETH Jordon Hemingway. « À l’heure actuelle, nous ne savons pas quand le point de basculement sera atteint. »

Les changements d’utilisation des terres pourraient s’avérer graves

Mais ce n’est pas seulement le changement climatique qui pourrait affecter l’équilibre. Les changements d’utilisation des terres pourraient avoir des conséquences encore plus graves. Selon les estimations, la population de la République démocratique du Congo devrait tripler d’ici 2050. Afin de gagner des terres arables, davantage de terres forestières seront défrichées à l’avenir.

La déforestation, à son tour, favorise la sécheresse, ce qui pourrait maintenir les niveaux des lacs en permanence bas. « Nous connaissons tous l’analogie selon laquelle les forêts sont les poumons verts de la Terre », souligne Barthel. « Elles ne sont pas seulement responsables des échanges gazeux comme nos poumons, mais elles évaporent également de l’eau par leurs feuilles, enrichissant ainsi l’atmosphère en vapeur d’eau. Cela favorise la formation de nuages et les précipitations, qui à leur tour alimentent les rivières et les lacs. »

Les résultats aident à clarifier le rôle des tourbières tropicales et des lacs d’eau noire dans le changement climatique mondial. La recherche est également vitale pour développer des stratégies visant à réduire les gaz à effet de serre et à protéger les zones humides du bassin du Congo et autour de la ceinture équatoriale.

Ces études ont été menées dans le cadre du projet TropSEDs dirigé par l’ETH Zurich et financé par le Fonds national suisse, en collaboration avec des scientifiques de l’Université de Louvain en Belgique et de la République démocratique du Congo.

Article : Millennial-aged peat carbon outgassed by large humic lakes in the Congo Basin – Journal : Nature Geoscience – DOI : Lien vers l’étude

Source : ETHZ