Les ruisseaux de montagnes émettent une quantité de CO2 inattendue

Les montagnes recouvrent 25% de la surface de la Terre et leurs ruisseaux et rivières contribuent pour plus d’un tiers au ruissellement global des cours d’eau du monde. Le rôle des ruisseaux de montagne dans le cycle global du carbone n’a pourtant encore pas été évalué avec précision, les études scientifiques s’étant concentrées jusqu’ici sur les cours d’eau de plaine dans les régions tropicales et boréales.

Åsa Horgby, doctorante au Laboratoire de recherche en biofilms et écosystèmes fluviaux de l’EPFL, entourée d’une équipe internationale, publie aujourd’hui dans la revue Nature Communications la première étude à large échelle qui permet d’évaluer leur taux d’émission de CO₂ et, donc, leur rôle dans le cycle global du carbone. En moyenne, et par mètre carré, ces cours d’eau affichent un taux d’émission de CO₂ plus élevé que dans d’autres ruisseaux et rivières du monde situés en plaine. La turbulence de leurs eaux, liée à la pente des montagnes, en est l’une des causes. Ainsi, alors qu’ils ne représentent que 5% de la surface de tous les cours d’eau de la planète, ces ruisseaux pourraient être responsables entre 10 et 30% des émissions de CO₂ globales annuelles de tous les réseaux fluviaux, selon les chercheurs.

Nouveau modèle
Pour effectuer ce calcul global, les auteurs de l’étude se sont basés sur une découverte que l’EPFL a publiée en février dernier dans la revue Nature Geosiences. Cette étude indiquait que la vitesse des échanges gazeux dans les ruisseaux de montagne était 100 fois plus élevée que nous le pensions. Grâce à des campagnes de mesures déployées dans les ruisseaux alpins du canton du Valais, les chercheurs ont pu corriger un système de calcul qui faisait jusqu’ici référence dans le domaine.

Dans cette nouvelle étude extrapolée à l’échelle mondiale sur plus de 1,8 million de ruisseaux, les chercheurs de l’EPFL se sont basés sur de nouvelles données issues de ruisseaux des principales montagnes du monde. Les caractéristiques hydrologiques et géomorphologiques de ces ruisseaux, mais aussi la quantité de carbone organique dans les sols sont des exemples de paramètres que les chercheurs ont inclus dans leur modèle. Ce dernier a permis de prédire la concentration de CO₂, la vitesse des échanges gazeux des ruisseaux de montagnes ainsi que la quantité d’émissions de CO₂ émise.

Origine à découvrir
«Nous savons depuis quelques années que les eaux douces émettent du CO2 dans le même ordre de grandeur que les océans en absorbent, mais on n’a jamais évalué précisément ce qu’il en était pour les innombrables cours d’eau qui drainent nos montagnes. Ils sont encore une aqua incognita » explique Tom Battin, auteur correspondant de l’étude et directeur du Laboratoire de recherche en biofilms et écosystèmes fluviaux (SBER). «Cette publication ouvre largement la porte à d’autres études prometteuses, qui nous permettrons par exemple de mieux connaître la provenance de tout ce CO₂, ou, encore, pour mieux intégrer les régions alpines du monde dans le cycle carbone.»

Les analyses des chercheurs de l’EPFL suggèrent que l’origine du CO₂ émis par les ruisseaux de montagnes pourrait être géologique, notamment en raison de la quantité des roches calcaires présente dans les bassins versants de ces ruisseaux. Un calcaire qui provient de microorganismes datant d’une ère où la Terre était recouverte d’un grand océan et qui se sont solidifiés après des millions d’années.

Premier pas
Pour Tom Battin, l’étude publiée dans Nature Communications n’est ainsi qu’un premier pas, car de nombreuses incertitudes demeurent. Des mesures supplémentaires dans les cours d'eau de montagne du monde entier seraient notamment nécessaires. En outre, la surveillance à long terme des flux de carbone dans les ruisseaux de montagne est essentielle pour comprendre comment le changement climatique affecte leur biogéochimie. «Nous commençons tout juste à découvrir le rôle de ces ruisseaux dans le cycle global du carbone», commente le chercheur. «Les sciences de l'environnement traversent donc une période passionnante!»