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Les cours d'eau émettent plus de CO2 pendant la nuit

Une rivière traversant le parc national de Glacier, au Montana.

Les émissions de carbone des eaux courantes dans leur ensemble sont beaucoup plus importantes de nuit que de jour.

Photo : iStock

Radio-Canada

Les taux de dioxyde de carbone (CO2) que rejettent les fleuves, les rivières et les ruisseaux sont plus élevés de 27 % en période nocturne, montrent les travaux de scientifiques suisses.

Actuellement, les estimations ne tiennent compte que des mesures diurnes. Cette nouvelle connaissance pourrait ainsi changer le calcul du cycle global du CO2 – principal gaz à effet de serre – dans la grande mécanique climatique.

Dans un premier temps, les chercheurs suisses du Laboratoire de recherche en biofilms et écosystèmes fluviaux (SBER) de l’École polytechnique de Lausanne ont montré que les rivières et ruisseaux de montagne émettaient une quantité de CO2 plus grande que ce qui était estimé jusque-là.

Dans la présente étude, le Pr Tom Battin et ses collègues ont prouvé que les émissions des eaux courantes dans leur ensemble sont beaucoup plus importantes de nuit que de jour.

Repères

  • L’eau salée (océans et mers) compte pour 97,2 % du volume global;
  • L’eau douce (lacs, glaciers, fleuves, rivières et nappes phréatiques) représente environ 2,8 % du volume global;
  • Les glaces et les neiges permanentes représentent 2,1 % de cette eau;
  • L’eau douce disponible pour l'humain représente 0,7 %.

De l’importance de l’eau

Encore récemment, les scientifiques estimaient que les cours d’eau jouaient dans le cycle du carbone un rôle moins important que les océans. Mais les fleuves, les rivières et les ruisseaux transportent continuellement de grandes quantités de matières organiques qui, en se décomposant, dégagent des flux de CO2.

Or, la dispersion et la complexité du réseau fluvial sillonnant à l’intérieur des terres rendent toutefois le calcul de ce flux difficile, expliquent dans un communiqué les chercheurs.

Pour cette raison, jusqu’à aujourd’hui, leur contribution au cycle du carbone était largement basée sur des mesures réalisées manuellement, et de jour.

Dans les faits, pas moins de 90 % des analyses étaient réalisées entre 8 h et 16 h.

En comparant ces données avec celles de capteurs automatisés et continus, il apparaît que seulement 10 % de ces journées d’échantillonnage présentaient des émissions maximales de CO2 dans cette fenêtre de temps, notent les auteurs, dont les travaux sont publiés dans le journal Nature Geoscience (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

Nouvelles mesures

Les chercheurs suisses ont donc eu l’idée de compléter les mesures prises manuellement par d’autres prises par des capteurs durant la nuit. Les présents travaux sont basés sur un groupe de 66 rivières réparties partout dans le monde et en intégrant des régions auparavant sous-représentées, telles que le Congo, l'Amazonie et diverses chaînes de montagnes.

Cette analyse beaucoup plus fine a permis de montrer que les émissions de CO2 étaient jusqu’à 27 % plus importantes aux heures sombres qu’aux heures claires.

Nos résultats démontrent que l’utilisation d’un réseau de capteurs et de données à large échelle peut mettre au jour des dynamiques environnementales jusque-là insoupçonnées, affirme le Pr Battin.

La photosynthèse montrée du doigt

Plusieurs facteurs expliquent cette différence entre le jour et la nuit, soutient le chercheur Lluis Gomez, premier auteur de l’étude. Le principal, c’est le processus de photosynthèse, qui capte une partie du CO2 émis par les rivières et en diminue ainsi les quantités relâchées en journée dans l’atmosphère.

D’autres facteurs peuvent aussi influer sur le cycle du carbone des cours d’eau :

  • la saison;
  • la végétation;
  • la présence d’une canopée (un couvert plus ou moins dense au-dessus du cours d’eau);
  • l’altitude;
  • la dénivellation de la pente;
  • l’intensité des turbulences.

Tous ces facteurs sont autant de paramètres pouvant également influer sur les émissions de CO2 et leurs variations durant 24 heures.

En outre, les plus grands écarts jour/nuit ont été relevés dans les forêts tempérées et les prairies de montagne. Elles ont également été systématiquement observées pendant l'été et sur les parties de rivières caractérisées par une canopée ouverte, tandis qu’elles étaient nettement réduites à couvert fermé.

Selon les chercheurs, le taux d’absorption du CO2 est plus élevé durant le jour dans les zones à canopée ouverte et pendant l'été, la chaleur et la lumière étant les moteurs des processus de photosynthèse.

Un cycle très complexe

Les scientifiques estiment que leurs travaux montrent toute la complexité et l’imbrication des systèmes environnementaux terrestres. Il faut, selon eux, s’assurer d’avoir des outils de mesures fins et des technologies novatrices permettant de tenir compte de tous les paramètres pour les analyser, et en l’occurrence mieux comprendre et quantifier le rôle des ruisseaux et rivières dans le cycle global du carbone.

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