Inquiétudes pour le puits de carbone de l’Amazonie // Concerns for the Amazon carbon sink

Alors que la mise de côté – au moins momentanée – de l’exploration pétrolière au Groenland était une bonne nouvelle, il est une autre information qui est beaucoup plus inquiétante. D’après une étude publiée dans la revue Nature, les échantillons prélevés en altitude au cours de la dernière décennie montrent que le sud-est de l’Amazonie a été une source de dioxyde de carbone (CO2) sur la période 2010-2018, une évolution qui semble liée au changement climatique et à la déforestation. Le rôle de puits de carbone de la forêt amazonienne, la plus grande forêt tropicale de la planète, est donc sérieusement menacé. Il y a certes beaucoup de carbone stocké dans les forêts de l’Amazonie mais dans certaines régions, le CO2 libéré dans l’atmosphère excède maintenant ce qui est absorbé.

Les puits de carbone océanique et terrestre absorbent environ la moitié des émissions anthropiques de CO2. Les écosystèmes terrestres ont permis sur les 50 dernières années de pomper un quart du dioxyde de carbone lié aux activités humaines. Ils le doivent en grande partie à la forêt tropicale amazonienne où le CO2 absorbé pour la photosynthèse excède la quantité émise par la décomposition de la matière organique.

Si l’Amazonie, avec les 123 milliards de tonnes de carbone contenus dans ses arbres et son sol en arrivait à devenir une source plutôt qu’un puits de CO2, l’équation du changement climatique prendrait un tour plus complexe.

Depuis 1970, les forêts tropicales de la région ont diminué de plus de 17%, principalement pour permettre l’élevage du bétail et les cultures qui le nourrissent. Les forêts sont généralement défrichées par le feu, ce qui à la fois libère de grandes quantités de CO2 et réduit le nombre d’arbres disponibles pour absorber le dioxyde de carbone.

Le changement climatique est également un facteur clé. Annuellement, l’Amazonie se réchauffe dans son ensemble à peine plus que le reste de la planète. Mais il y a de grandes différences selon les régions et les saisons. Il est important de noter que le sud-est de l’Amazonie est, avec l’Arctique, un « point chaud » du réchauffement climatique.

La capacité du bassin amazonien à absorber le CO2 est un point clé mais les données satellitaires, en partie à cause de la couverture nuageuse persistante, ne sont pas en mesure de fournir une réponse complète. Pour contourner ce problème, les chercheurs ont utilisé des avions pour collecter près de 600 échantillons de CO2 et de monoxyde de carbone (CO) de 2010 à 2018, à des altitudes allant jusqu’à 4,5 kilomètres au-dessus de la canopée. Les relevés leurs ont permis de faire un bilan du CO2 absorbé par les forêts pour la photosynthèse par rapport à la quantité de CO2 produite par la décomposition de la matière organique.

Les relevés reflètent clairement les dégâts engendrés par l’activité humaine. Les changements les plus importants sont relevés dans les zones qui ont subi une déforestation à grande échelle et ont été fortement brûlées. L’étude montre que l’ouest de l’Amazonie absorbe encore légèrement plus de CO2 qu’il n’en dégage. Mais le sud-est, surtout pendant la saison sèche, émet plus de dioxyde de carbone qu’il n’en absorbe. On y observe une hausse des températures et une baisse des précipitations.

La forêt tropicale reçoit des précipitations, à l’échelle du bassin, d’environ 2 200 mm par an en moyenne. L’évapotranspiration a été estimée par plusieurs études comme étant responsable de 25 % à 35 % des précipitations totales. Mais les activités humaines risquent de perturber les interactions écosystème-climat. En effet, l’élimination des forêts provoque une augmentation de la température et réduit l’évapotranspiration.

L’Amazonie a perdu plus de 17% de sa surface forestière depuis 1970, notamment pour la conversion en terres agricoles. La déforestation s’est fortement accélérée entre 1991 et 2004. Le taux de déforestation a commencé à ralentir à partir de 2004, mais on.observe une reprise depuis 2015. La situation s’est encore aggravée avec l’élection de Jair Bolsonaro à la présidence du Brésil en 2019. En 2020, la déforestation a atteint son plus haut niveau depuis 2008.

Passés certains seuils, il est à craindre que des puits de carbone deviennent des sources importantes de libération gaz à effet de serre dans l’atmosphère. L’Amazonie est l’un des exemples de rétroactions susceptibles d’amplifier le réchauffement climatique. D’autres phénomènes pourraient entrer en jeu, comme le dégel du pergélisol, qui contient de grandes quantités de carbone organique.

Le dégel du pergélisol, les hydrates de méthane océaniques, l’affaiblissement des puits de carbone terrestres et océaniques, la croissance de la respiration bactérienne, le dépérissement des forêts amazonienne et boréale, la réduction de la couverture de neige, la réduction de la glace de mer et des calottes polaires sont autant de processus qui pourraient amplifier l’élévation de température globale liée à la hausse de concentration de CO2. Une étude publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences explique que l’ensemble de ces facteurs pourrait faire passer le réchauffement de la planète de 2°C à environ 2,47°C, avec une fourchette probable entre +2,24°C et +2,66°C.

Source : global-climat.

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While the shelving – at least momentarily – of oil exploration in Greenland was good news, there is another piece of news that is far more disturbing. According to a study published in the journal Nature, samples taken at altitude over the last decade show that the south-eastern Amazon was a source of carbon dioxide (CO2) over the period 2010-2018, an evolution which seems to be linked to climate change and deforestation. The role of the Amazon rainforest, the largest tropical forest on Earth as a carbon sink is therefore seriously threatened. While there is a lot of carbon stored in the forests of the Amazon, in some areas the CO2 released into the atmosphere now exceeds what is absorbed.

Oceanic and terrestrial carbon sinks absorb about half of anthropogenic CO2 emissions. Terrestrial ecosystems have made it possible over the past 50 years to pump out a quarter of the carbon dioxide linked to human activities. They owe much to the Amazon rainforest where the CO2 absorbed for photosynthesis exceeds the amount emitted by the decomposition of organic matter.

If the Amazon, with the 123 billion tonnes of carbon in its trees and soil were to become a source rather than a sink of CO2, the climate change equation would take a more complex turn. Since 1970, the region’s tropical forests have shrunk by more than 17%, mainly to support the rearing of livestock and the crops that feed them. Forests are usually cleared by fire, which both releases large amounts of CO2 and reduces the number of trees available to absorb carbon dioxide.

Climate change is also a key factor. Annually, the Amazon as a whole warms up slightly more than the rest of the planet. But there are big differences between regions and seasons. It is important to note that the southeastern Amazon, along with the Arctic, is a global warming « hot spot ».

The capacity of the Amazon basin to absorb CO2 is a key point but satellite data, mostly because of persistent cloud cover, is unable to provide a complete answer. To get around this problem, researchers used planes to collect nearly 600 samples of CO2 and carbon monoxide (CO) from 2010 to 2018, at altitudes up to 4.5 kilometers above the canopy. The readings enabled them to assess the CO2 absorbed by forests for photosynthesis in relation to the quantity of CO2 produced by the decomposition of organic matter.

The readings clearly reflect the damage caused by human activity. The most significant changes are found in areas that have suffered large-scale deforestation and have been heavily burned. The study shows that the western Amazon absorbs slightly more CO2 than it emits. But the southeast, especially during the dry season, emits more carbon dioxide than it absorbs. There is an increase in temperatures and a decrease in precipitation.

The rainforest receives basin-wide precipitation of about 2,200 mm per year on average. Evapotranspiration has been estimated by several studies to be responsible for 25% to 35% of total precipitation. But human activities risk disrupting ecosystem-climate interactions. Indeed, the elimination of forests causes an increase in temperature and reduces evapotranspiration.

The Amazon has lost more than 17% of its forest area since 1970, especially for conversion to agricultural land. Deforestation accelerated sharply between 1991 and 2004. The rate of deforestation began to slow from 2004, but there has been a recovery since 2015. The situation worsened further with the election of Jair Bolsonaro as president. Presidency of Brazil in 2019. In 2020, deforestation reached its highest level since 2008.

Beyond certain thresholds, it is to be feared that carbon sinks will become major sources of greenhouse gas release into the atmosphere. The Amazon is one example of feedback that may amplify global warming. Other phenomena could come into play, such as the thawing of permafrost, which contains large amounts of organic carbon.

Thawing of permafrost, oceanic methane hydrates, weakening of terrestrial and oceanic carbon sinks, growth of bacterial respiration, dieback of Amazonian and boreal forests, reduction of snow cover, reduction of ice sea and polar ice caps are all processes that could amplify the rise in global temperature linked to the rise in CO2 concentration. A study published in Proceedings of the National Academy of Sciences explains that all of these factors could increase global warming from 2°C to around 2.47°C, with a probable range between + 2.24°C. and + 2.66°C.

Source: global-climat.

Une forêt tropicale en Antarctique! // A rainforest in Antarctica!

Une étude initialement publiée dans la revue Nature et relayée par la presse scientifique nous informe que des traces fossiles d’une ancienne forêt tropicale, avec des racines, du pollen et des spores, ont été découvertes en Antarctique Occidental. Elles prouvent qu’il y a environ 90 millions d’années, la région n’était pas recouverte par la glace.
Au milieu du Crétacé (il y a 145 millions à 65 millions d’années), les dinosaures parcouraient la Terre et le niveau des océans était de 170 mètres plus élevé qu’aujourd’hui. La température à la surface de la mer sous les tropiques atteignait 35°C.
Ce climat très chaud a permis à une forêt tropicale de prendre racine en Antarctique. Des restes de cette forêt ont été découverts sous la glace dans une carotte de sédiments prélevée en 2017 par une équipe internationale de chercheurs sur le plancher océanique à proximité du glacier de Pine Island, dans l’ouest de l’Antarctique.
En découvrant la carotte, l’équipe scientifique a tout de suite réalisé qu’elle se trouvait devant quelque chose d’exceptionnel. La couche de sédiments datant d’il y a environ 90 millions d’années présentait une couleur bien différente de celles qui la surmontaient. De retour au laboratoire, les chercheurs ont introduit la carotte dans un scanner CT (Computed Tomography – Tomodensitométrie). L’image numérique obtenue montre un épais réseau de racines parcourant toute la couche de sol prélevée. Elle révèle également des pollens, des spores et les restes de plantes à fleurs très anciens, datant du Crétacé.
En analysant le pollen et les spores, un spécialiste de paléoécologie de l’Université de Northumbria en Angleterre a pu reconstruire la végétation et le climat il y a 90 millions d’années en Antarctique Occidental. Les nombreux restes de plantes indiquent que la côte de l’Antarctique Occidental était recouverte d’une forêt dense tempérée et marécageuse, semblable aux forêts que l’on rencontre en Nouvelle-Zélande aujourd’hui.
La carotte de sédiments a aussi révélé qu’au milieu du Crétacé l’Antarctique Occidental avait un climat doux, avec une température moyenne de l’air d’environ 12°C, semblable à celle de Seattle dans l’État de Washington. Les températures estivales étaient plus chaudes, avec une moyenne de 19°C. Dans les rivières et les marécages, l’eau atteignait probablement jusqu’à 20°C.
S’agissant de la météo, les précipitations à cette époque étaient comparables à celles du Pays de Galles ou de l’Angleterre aujourd’hui. Les températures qui viennent d’être mentionnées sont incroyablement chaudes si l’on prend en compte le fait que l’Antarctique a une nuit polaire de quatre mois, ce qui signifie qu’un tiers l’année n’est pas éclairé par la lumière du soleil avec tous ses bienfaits. Cependant, l’atmosphère était plus chaude surtout parce que la concentration de dioxyde de carbone était élevée, et même plus élevée qu’on ne le pensait, avant la découverte de la carotte de sédiments.
Avant le début de l’étude, la plupart des scientifiques pensaient que la concentration de dioxyde de carbone à l’échelle de la planète pendant le Crétacé était d’environ 1 000 ppm. Cependant, dans leurs modélisations, les chercheurs dû avoir recours à des niveaux de concentration de 1 120 à 1 680 ppm pour pouvoir atteindre les températures moyennes en Antarctique pendant cette période.
Les résultats des manipulations montrent à quel point des concentrations élevées de gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone peuvent faire monter en flèche les températures, au point que l’Antarctique Occidental, aujourd’hui recouvert par la glace, a autrefois abrité une forêt tropicale. De plus, on se rend compte de l’importance de l’effet de refroidissement exercé par les calottes glaciaires d’aujourd’hui.
Grâce à l’étude, les scientifiques savent maintenant qu’il y avait quatre mois consécutifs sans soleil en Antarctique pendant le Crétacé. Toutefois, comme la concentration de dioxyde de carbone était très forte, le climat autour du pôle Sud était tempéré, et le continent dépourvu de glace.
Reste à savoir maintenant quelle a été la cause du refroidissement spectaculaire du climat en Antarctique, avec la formation d’une calotte glaciaire après la période chaude. La réponse à cette question constitue désormais un défi majeur pour les climatologues.

Source: Presse scientifique internationale, comme Live Science.

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 A study originally published in the journal Nature and relayed by the scientific press informs us that fossil traces – roots, pollen and spores – of an ancient rainforest have been unearthed in West Antarctica. They prove that about 90 million years ago, the region was not covered with ice.

During the middle of the Cretaceous period (145 million to 65 million years ago), dinosaurs roamed Earth and sea levels were 170 metres higher than they are today. Sea-surface temperatures in the tropics were as hot as 35 degrees Celsius.

This very warm climate allowed a rainforest  to take root in Antarctica. The rainforest’s remains were discovered under the ice in a sediment core that a team of international researchers collected from a seabed near Pine Island Glacier in West Antarctica in 2017.

As soon as the team saw the core, they knew they had something unusual. The layer that had formed about 90 million years ago was a different colour. More particularly, it clearly differed from the layers above it. Back at the lab, the team put the core into a CT (computed tomography) scanner. The resulting digital image showed a dense network of roots throughout the entire soil layer. The dirt also revealed ancient pollen, spores and the remnants of flowering plants from the Cretaceous period.

By analyzing the pollen and spores, a paleoecologist at Northumbria University in England, was able to reconstruct West Antarctica’s 90 million-year-old vegetation and climate. The numerous plant remains indicated that the coast of West Antarctica was a dense temperate, swampy forest, similar to the forests found in New Zealand today.

The sediment core revealed that during the mid-Cretaceous, West Antarctica had a mild climate, with an annual mean air temperature of about 12°C, similar to that of Seattle in Washington State. Summer temperatures were warmer, with an average of 19°C. In rivers and swamps, the water probably reached up to 20°C.

As far as the weather is concerned, the rainfall by that time was comparable to the rainfall of Wales or England, today. These temperatures are impressively warm, given that Antarctica had a four-month polar night, meaning that a third of every year had no life-giving sunlight. However, the world was warmer, in part, because the carbon dioxide concentration in the atmosphere was high, even higher than previously thought, according to the analysis of the sediment core.

Before the start of the study study, the general assumption was that the global carbon dioxide concentration in the Cretaceous was roughly 1,000 ppm. However, in the researchers’ model-based experiments, it took concentration levels of 1,120 to 1,680 ppm to reach the average temperatures during that period in Antarctica.

These findings show how potent greenhouse gases like carbon dioxide can cause temperatures to skyrocket, so much so that today’s freezing West Antarctica once hosted a rainforest. Moreover, it shows how important the cooling effects of today’s ice sheets are.

Thanks to the study, scientists now know that there could easily be four straight months without sunlight in the Cretaceous. But because the carbon dioxide concentration was so high, the climate around the South Pole was nevertheless temperate, without ice masses.

The question to be answered now is to know what caused the climate to dramatically cool with ice sheets forming again after Antarctic’s warmer period. The answers are now a major challenge for the international climate research community.

Source : International scientific press, like Live Science.

Vues de la forêt primaire sur l’Ile de Vancouver au Canada

Photos: C. Grandpey

Les rivières glaciaires absorbent le CO2 // Glacial rivers absorb carbon dioxide

Je ne suis pas certain que ce soit une information aussi importante que le sous-entend le titre « Bonne nouvelle » de l’article diffusé par La Chaîne Info (LCI), mais il est tout de même intéressant d’apprendre que « les rivières glaciaires sont capables d’absorber plus de CO2 que la forêt amazonienne. » C’est la conclusion d’une récente étude canadienne parue dans les Proceedings of the National Academy of Sciences.

Une autre étude parue dans le Nature Climate Change Journal nous apprend que la fonte du permafrost, sol gelé des régions arctiques, pourrait entraîner une augmentation des émissions de dioxyde de carbone de 41% d’ici 2100 si rien n’est fait pour enrayer le réchauffement climatique. Cette surface, qui constitue 24% des terres émergées de l’hémisphère nord, est susceptible d’émettre quelque 1.700 milliards de tonnes de CO2, soit deux fois plus que la quantité présente dans l’atmosphère. L’émission à grande échelle de ce gaz – qui cohabite avec le méthane, encore plus dangereux, dans la toundra – annonce une catastrophe écologique de grande ampleur car elle contribue à augmenter encore d’avantage l’effet de serre et donc le réchauffement climatique.

La nouvelle étude parue dans les Proceedings of the National Academy of Sciences se veut davantage optimiste. D’après des chercheurs canadiens qui l’ont réalisée, les rivières glaciaires seraient capables d’absorber du dioxyde de carbone (CO2) plus rapidement que les forêts tropicales. Les chercheurs auteurs ont réalisé des prélèvements d’eau de fonte de glaciers sur l’île d’Ellesmere, dans le territoire canadien du Nunavut. Si les rivières se trouvant dans les zones tempérées sont de fortes émettrices de CO2 en raison de la décomposition de nombreuses matières organiques en leur sein, les rivières glaciaires, qui, en raison de leur température, n’hébergent que peu de vie, donnent bien moins lieu à la décomposition organique et donc à l’émission de CO2. Dans le même temps, des sédiments en provenance des glaciers, comme le silicate et le carbonate, amorcent un processus chimique d' »altération » lorsqu’ils se retrouvent dans l’eau, au contact du CO2. Les scientifiques expliquent que « les paysages glaciaires possèdent d’immenses quantités de sédiments finement broyés créés par les glaciers eux-mêmes, lorsqu’ils avancent et se retirent. Lorsque ces sédiments se mélangent à des eaux de fonte, qui se mélangent à leur tour à l’atmosphère, ils peuvent subir un certain nombre de réactions d’altération chimiques, dont certaines consomment du dioxyde de carbone. »

C’est ainsi que les chercheurs estiment que jusqu’à 40 fois plus de CO2 serait absorbé par les rivières glaciaires que par la forêt amazonienne. Cet effet serait perceptible jusqu’à 42 kilomètres de la source de la rivière. En conséquence, les rivières glaciaires seraient des inhibitrices de CO2 bien plus puissantes que la forêt amazonienne lors des périodes de forte fonte des glaces. Un chercheur écrit que « lors de la période de fonte des glaces en 2015, alors que les glaciers ont fondu trois fois plus qu’en 2016, la consommation de CO2 par les rivières glaciaires était, en moyenne, deux fois plus élevée que celle de la forêt amazonienne. »

Cette étude est certes intéressante, mais au vu des émissions globales de la planète, en particulier à partir des activités humaines, le rôle joué par les rivières glaciaires pour absorber le CO2 semble bien dérisoire. La courbe de Keeling qui illustrait l’une de mes dernières notes est là pour le démontrer.

Source : LCI.

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I’m not sure this is as important an information as suggested by the title « Good news » of the article released by La Chaîne Info (LCI), but it is interesting to learn that « glacial rivers are able to absorb more CO2 than the Amazon rainforest. This is the conclusion of a recent Canadian study published in the Proceedings of the National Academy of Sciences.
Another study in the Nature Climate Change Journal informs us that melting permafrost, the frozen ground in Arctic regions, could increase carbon dioxide emissions by 41% by 2100 if nothing is done to halt global warming. This surface, which constitutes 24% of the land surface of the northern hemisphere, is likely to emit some 1,700 billion tonnes of CO2, which is twice as much as the amount in the atmosphere. The large-scale emission of this gas – together with methane, even more dangerous, in the tundra – announces a major environmental disaster because it contributes to further increase the greenhouse effect and therefore global warming .
The new study published in the Proceedings of the National Academy of Sciences is more optimistic. According to the Canadian researchers who carried it out, glacial rivers would be able to absorb carbon dioxide (CO2) faster than tropical forests. The author researchers conducted glacial meltwater sampling on Ellesmere Island in the Canadian territory of Nunavut. If the rivers in the temperate zones are strong emitters of CO2 because of the decomposition of many organic matters within them, the glacial rivers, which, because of their temperature, do not harbour any life, produce far less organic decomposition and therefore fewer emissions of CO2. At the same time, sediments from glaciers, such as silicate and carbonate, start a chemical process of « weathering » when they are found in water, in contact with CO2. Scientists explain that « glacial landscapes have huge quantities of finely crushed sediments created by the glaciers themselves, as they move forward and retreat, when these sediments mix with meltwater, which in turn mixes in the atmosphere, they can undergo a number of chemical weathering reactions, some of which consume carbon dioxide. »
Thus, the researchers estimate that up to 40 times more CO2 could be absorbed by glacial rivers than by the Amazon rainforest. This effect is said to be perceptible up to 42 kilometres from the source of the river. As a result, glacial rivers are much more powerful CO2 inhibitors than the Amazonian forest during periods of heavy ice melting. A researcher writes that « during the ice melting season in 2015, when glaciers melted three times more than in 2016, the CO2 consumption by glacial rivers was, on average, twice as high as that of the Amazon forest. »
This study is certainly interesting, but given the global emissions of the planet, especially from human activities, the role played by glacial rivers to absorb CO2 seems very derisory. The Keeling curve that illustrated one of my last postss is there to demonstrate it.
Source: LCI.

Exemple de bédière, rivière de fonte au Groenland (Photo: Wikipedia)