Is Amazon rainforest going from carbon sink to carbon source?

Ca devait arriver... à force de tirer sur la corde en surexploitant la forêt amazonienne, celle-ci va désormais émettre plus de CO2 qu'elle n'en consomme... 

Traduction Google : 

"Ce n'est pas souvent que vous rencontrez un scientifique à bout de souffle avec enthousiasme à propos de ses nouvelles découvertes. Mais cela m'est arrivé en septembre dernier à l'Institut national de recherche spatiale de la ville brésilienne de recherche de Sao Jose dos Campos. La chimiste atmosphérique Luciana Gatti se précipitait pour dire à ses collègues le résultat de sa dernière analyse des émissions de dioxyde de carbone de la forêt amazonienne, qu'elle avait achevée ce matin-là.

Depuis une décennie, son équipe échantillonne l’air des capteurs des avions survolant la plus grande forêt tropicale du monde. Leur compilation des résultats récents a montré que, peut-être pour la première fois depuis des milliers d'années, une grande partie de l'Amazonie était passée de l'absorption du dioxyde de carbone de l'air, atténuant le réchauffement climatique, à une «source» de gaz à effet de serre et accélérant ainsi le réchauffement.

"Nous avons atteint un point de basculement", a presque crié Gatti, prise entre l'exaltation de sa découverte et l'angoisse des conséquences.

Alors qu'elle parlait, des incendies brûlaient à travers l'Amazonie, faisant la une des journaux du monde entier. Mais ses découvertes n'étaient pas le résultat à court terme des incendies. Ils étaient basés sur des mesures antérieures à la recrudescence des incendies et montraient une tendance à long terme. Elle avait précédemment observé la même chose brièvement pendant les années de sécheresse. Mais maintenant peu importait que ce soit une année humide ou sèche, ou combien d'incendies il y avait, l'évier était devenu une source. «Chaque année, la situation empire», a-t-elle déclaré. «Nous devons arrêter la déforestation pendant que nous réfléchissons à ce qu'il faut faire.»

Gatti m'a demandé de garder le silence pour le moment, pendant qu'elle préparait ses données pour publication. Lorsque je l'ai contactée ce mois-ci, son document était toujours en cours de finalisation. Mais je peux maintenant raconter l'histoire. Il illustre de façon vivante une consternation croissante parmi les climatologues, qui voient des écosystèmes du monde entier suivre le chemin de l'Amazonie.

Les scientifiques avertissent que les anciens modèles climatiques utilisés par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) des Nations Unies n'ont pas pleinement reflété l'ampleur du réchauffement qui s'annonce à mesure que les puits de carbone meurent. Ces révélations proviennent de trois domaines de recherche: des études comme celle de Gatti en Amazonie, montrant des forêts passant de puits à sources de dioxyde de carbone; une nouvelle génération de modèles climatiques qui intègrent ces résultats dans les projections futures du changement climatique, et dont les premiers résultats ne font qu'émerger; et des révélations récentes selon lesquelles les écosystèmes libèrent des volumes croissants de méthane - le deuxième gaz à effet de serre en importance et d'une importance vitale pour les températures au cours des deux prochaines décennies.

Les émissions supplémentaires, connues sous le nom de rétroactions du cycle du carbone, pourraient déjà rendre la perspective de maintenir le réchauffement en dessous de 2 degrés Celsius (3,6 degrés Fahrenheit) - l'objectif convenu dans l'accord de Paris sur le climat en 2015 - presque impossible. La nouvelle modélisation devrait se traduire par des projections plus pessimistes lors de la prochaine évaluation scientifique du GIEC, qui doit - si le coronavirus le permet - en avril 2021.

Pourquoi la découverte est importante. Les terres et les océans de notre planète absorbent actuellement environ la moitié de tout le dioxyde de carbone que nous mettons dans l'atmosphère. Le gaz se dissout dans l'eau de mer et est absorbé par les plantes en croissance. Sans ces «puits de carbone», le réchauffement à ce jour aurait été deux fois plus important. Nous aurions déjà dépassé l'objectif de 2 degrés Celsius. Mais la question est maintenant de savoir si le taux de participation restera tel quel ou s'il diminuera.

Cela dépend de la façon dont les écosystèmes réagissent au gaz supplémentaire dans l'air. Cette réponse prend deux formes concurrentes. Premièrement, le dioxyde de carbone supplémentaire accélère la croissance des plantes. Cet effet de fertilisation signifie que les forêts absorbent plus de dioxyde à mesure qu'elles grandissent, ralentissant l'accumulation dans l'air. Bonnes nouvelles.

Mais la mauvaise nouvelle est que les températures plus élevées, également provoquées par le dioxyde de carbone ajouté, tirent dans l'autre sens, réduisant la capacité de la nature à absorber le dioxyde de carbone. Cela se produit parce que les eaux océaniques plus chaudes dissolvent moins de dioxyde de carbone, tandis que les sols libèrent plus de gaz et que certaines forêts subissent un stress thermique et meurent ou prennent feu.

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Ces deux rétroactions sont en jeu. Mais les effets débilitants du réchauffement, surtout lorsqu'ils sont combinés avec la déforestation, deviennent de plus en plus dominants, disent les écologistes. C'est ce que Gatti a vu en Amazonie. Et la tendance se produit souvent plus rapidement que prévu.

Les conclusions de Gatti, tout en se rapportant au sud-est de l'Amazonie, la zone la plus déboisée de la région, suggèrent que la forêt tropicale dans son ensemble pourrait être proche de basculer d'un puits à une source de dioxyde de carbone. La capacité des zones intactes de la forêt tropicale à absorber le dioxyde de carbone a déjà diminué de moitié depuis les années 1990, explique Carlos Nobre de l'Université de Sao Paulo, le climatologue le plus réputé du Brésil. Passer le point de basculement pour l'ensemble de la forêt libérerait plus de 50 milliards de tonnes de carbone, a-t-il déclaré récemment, ce qui équivaut à cinq ans d'émissions mondiales de combustibles fossiles et industriels.

Les forêts non tropicales restent largement en mode «puits de carbone». Mais d'autres forêts tropicales humides semblent suivre l'Amazonie pour devenir des sources de carbone. Wannes Hubau, maintenant au Musée royal de l'Afrique centrale en Belgique, a récemment rapporté que «dans l'ensemble, l'absorption de carbone dans les forêts tropicales intactes de la Terre a culminé dans les années 1990» et a diminué depuis. Les jungles de l'Afrique tropicale ont commencé à montrer une augmentation des pertes de carbone vers 2010, a-t-il constaté.

Une autre grande préoccupation est l'impact du dégel du pergélisol. Ce sol gelé, qui couvre de vastes zones de l'extrême nord, contient des centaines de milliards de tonnes de carbone qui pourraient être libérées lors du dégel des terres. Combien et à quelle vitesse est une question non résolue. Mais les signes ne sont pas bons. Une étude récente dans le nord du Canada a révélé que le dégel avait atteint des profondeurs «dépassant déjà celles qui devraient se produire d'ici 2090».

Les risques de tels rejets rapides et incontrôlés de carbone dans l'atmosphère inquiètent les écologistes depuis un certain temps. Cette inquiétude est maintenant renforcée par les projections d'une nouvelle génération de modèles climatiques conçus pour prendre en compte la manière dont les écosystèmes réagissent au changement climatique.

Jusqu'à présent, la plupart des modèles climatiques se sont largement limités à évaluer comment nos émissions de dioxyde de carbone réchauffent l'air et comment ce réchauffement interagit avec les rétroactions physiques telles que la couverture de glace réduite, la vapeur d'eau atmosphérique élevée et les changements dans les nuages. Cela reste un travail en cours. J'ai écrit ici sur Yale Environment 360 en février comment de nouvelles recherches sur le terrain suggèrent que la capacité des nuages ​​à nous garder au frais pourrait être considérablement réduite à mesure que le monde se réchauffe, poussant le chauffage mondial en surmultipliée.

falaise de pergélisol s'effondre dans l'océan
Une section de dégel de pergélisol riche en glace tombe dans la mer le long de Drew Point, en Alaska. Image reproduite avec l'aimable autorisation de Benjamin Jones / US Geological Survey
Nouveaux modèles climatiques. Lorsque les rétroactions écologiques ont été incluses dans les modèles, elles l'ont été principalement de manière très simpliste. Mais de nouveaux modèles en cours d'élaboration pour la prochaine évaluation du GIEC des sciences du climat changent la donne. Pour la première fois, ils saisissent l'éventail complet des possibilités d'évolution de la capacité de la nature à absorber le dioxyde de carbone à mesure que le climat change, déclare Richard Betts du Met Office britannique Hadley Center, l'un des meilleurs groupes mondiaux de modélisation du climat. Son évaluation initiale des premiers résultats de ces nouveaux modèles tire la sonnette d'alarme.

En écrivant avec Zeke Hausfather, du Breakthrough Institute, dans un blog de ce mois-ci sur le site Web Carbon Brief, il prévient que de nombreuses projections des nouveaux modèles «aboutissent à des concentrations de dioxyde de carbone beaucoup plus élevées d'ici 2100». Cela signifie plus de réchauffement. «La combinaison d'une sensibilité élevée au climat et de rétroactions élevées sur le cycle du carbone pourrait entraîner un réchauffement substantiel, même dans des scénarios d'émissions plus modérés», disent-ils.

Même un scénario qui est «raisonnablement cohérent avec les politiques climatiques actuellement en vigueur» pourrait produire jusqu'à 5 degrés Celsius de réchauffement plutôt que l'estimation actuelle de 3 degrés. Betts dit que cela est «parce que l'extrémité supérieure des rétroactions possibles entraîne 40 pour cent de plus de dioxyde de carbone dans l'air que ce qui était supposé auparavant: 936 parties par million [ppm] d'ici 2100, par rapport à une prédiction sans les rétroactions du cycle du carbone de 670 ppm. " (Les niveaux actuels sont de 415 ppm et les niveaux préindustriels étaient d'environ 280 ppm.)

Et si le monde revient sur les politiques climatiques existantes, les choses pourraient être bien pires. Un tel scénario basé sur cela a produit un réchauffement presque inimaginable de 7,7 degrés Celsius (13,9 degrés Fahrenheit) à la fin du siècle, plutôt que les 6 degrés Celsius prévus sans les rétroactions du cycle du carbone.

Gagnez du temps
Certains chercheurs pensent que ces résultats alarmants devraient être rejetés d'emblée. Katarzyna Tokarska de l'ETH Zurich, avec d'autres, a récemment affirmé que les modèles avec un réchauffement extrême ne «prédiraient» pas avec précision le climat actuel - et étaient donc biaisés et peu susceptibles d'être réalistes dans leurs prévisions futures. Selon ces chercheurs, cela signifie qu'avec une action «ambitieuse» de réduction des émissions, le monde pourrait atteindre l'objectif de température fixé par l'accord de Paris.

Mais d'autres disent que si le changement climatique pousse des écosystèmes tels que l'Amazonie au-delà des points de basculement clés, il est peu probable que le présent soit un guide fiable pour l'avenir.

Betts et Hausfather disent que même si les résultats extrêmes des nouveaux modèles ne sont pas les plus probables, ils représentent «un risque qui mérite d'être pris en considération».

Peter Cox de l'Université d'Exeter a introduit pour la première fois le cycle du carbone dans la modélisation du climat dans un article de 2000 qui prédit que «les rétroactions du cycle du carbone pourraient accélérer considérablement le changement climatique au cours du 21e siècle». Il dit aujourd'hui qu'il a même été "surpris par les fortes augmentations de dioxyde de carbone dans les modèles récents lorsque les rétroactions du cycle du carbone sont activées." Il avertit que même si les nouveaux modèles ne sont peut-être pas encore des représentations précises de l'avenir, «ils sont très utiles pour révéler les sensibilités du monde réel».

Il est donc dommage que toutes ces nouvelles prévisions de consommation de carbone ne soient pas incluses dans la prochaine évaluation du GIEC, comme prévu initialement. Hausfather dit que l'effort international pour développer les nouveaux modèles a un «retard d'un an» et que beaucoup d'entre eux manqueront la date limite pour être inclus comme nouveaux résultats de recherche dans l'évaluation, qui est en octobre.

L'inquiétude croissante concernant les rétroactions sur le CO2 vient alarmer les tendances des niveaux atmosphériques du deuxième gaz à effet de serre le plus important, le méthane. Ce sont plus de deux fois les niveaux préindustriels et, après une décennie de stabilité jusqu'en 2007, ils ont de nouveau fortement augmenté. La National Oceanic and Space Administration a estimé ce mois-ci que les niveaux de méthane dans l'atmosphère ont atteint un record de 1875 parties par milliard en 2019, après le deuxième bond en glissement annuel jamais enregistré.

Comment venir? Euan Nisbet de Royal Holloway, Université de Londres, explique que l'analyse isotopique montre que les émissions industrielles telles que celles provenant de la fracturation hydraulique restent d'importantes sources de méthane. Mais la raison principale de la récente recrudescence est les émissions microbiennes, principalement des tropiques.

Les émissions microbiennes comprennent les sources agricoles telles que les rizières et les tripes des bovins, mais aussi les microbes dans les écosystèmes naturels, en particulier les zones humides. Lorsque Nisbet a volé d'Ouganda vers la Zambie en collectant des échantillons d'air l'année dernière, il a trouvé ce qu'il a appelé «un grand panache de méthane» s'élevant des marécages des zones humides autour du lac Victoria et du lac Bangweulu. Mark Lunt de l'Université d'Edimbourg a également constaté une augmentation spectaculaire des émissions du Sudd, une vaste zone humide en aval du lac Victoria sur le Nil au Soudan du Sud. La présomption est que des températures plus chaudes rendent les microbes plus actifs.

Vue satellite Copernic de la zone humide de Sudd au Soudan du Sud. Image courtoisie de l'Agence spatiale européenne / Sentinel-2

vue satellite des zones humides du Soudan du Sud
Vue satellite Copernic de la zone humide de Sudd au Soudan du Sud. Image courtoisie de l'Agence spatiale européenne / Sentinel-2
Aucune de cette augmentation de méthane n'est intégrée dans les nouveaux modèles climatiques avec rétroaction sur le cycle du carbone. Ces modèles supposent principalement que les niveaux de méthane dans l'air resteront stables. Mais l'inquiétude grandit que, même si la technologie peut réduire les émissions industrielles, un monde plus chaud entraînera une augmentation continue des niveaux de méthane - et plus de réchauffement en conséquence.

C'est un très gros problème pour les efforts visant à atteindre l'objectif de Paris de stopper le réchauffement en dessous de 2 degrés Celsius.

Le méthane ne dure généralement dans l'atmosphère qu'une décennie, bien moins que le dioxyde de carbone. Mais pendant qu'il est là, il contient un gros coup de poing réchauffant. Mesurée sur 20 ans, chaque molécule de méthane émise a 84 fois plus d'effet de réchauffement que chaque molécule de dioxyde de carbone.

Les modèles climatiques évaluent classiquement les effets du réchauffement des gaz à effet de serre sur un siècle. Cela les ajuste efficacement pour souligner l'importance du dioxyde de carbone et relègue le méthane à un autre. Mais s'ils étaient réglés sur une période plus courte, le méthane apparaîtrait presque trois fois plus important.

Il semble étrange que ce délai plus court soit rarement adopté, étant donné que le monde risque de dépasser sa limite de réchauffement à deux degrés d'ici 2050. Comme le dit Nisbet, si les écosystèmes naturels continuent à pomper plus de méthane pendant que le monde se réchauffe, «cela peut devenir très difficile pour atteindre les objectifs de Paris. "

Il semble que la nature mord. Ayant jusqu'à présent absorbé nos indiscrétions de pollution, il semble maintenant que cela les aggrave. Nous n'avons qu'à nous blâmer."

Is Amazon rainforest going from carbon sink to carbon source? - Bulletin of the Atomic Scientists

Parts of the Amazon and other tropical forests now emit more carbon dioxide than they absorb. This development, which was not incorporated into climate models, could put the temperature goals of the

https://thebulletin.org/2020/05/is-amazon-rainforest-going-from-carbon-sink-to-carbon-source/