Les nutriments et le réchauffement climatique augmentent le méthane produit par les lacs
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Les lacs peu profonds dans les paysages produiront davantage de méthane à cause de la combinaison du réchauffement climatique et de l’enrichissement des nutriments. Et cette production de méthane sera considérable dans les modèles étudiés.
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Les lacs peu profonds dans les paysages agricoles émettront des quantités significativement plus importantes de méthane, principalement sous la forme de bulles (ébullition) dans un monde plus chaud ce qui constitue un mécanisme potentiel de rétroaction positive pour le réchauffement climatique. Les plantes submergées sont des prédicateurs importants de l’ébullition du méthane. La combinaison du réchauffement climatique et de la perte de plantes semble transformer les lacs peu profonds en machines à produire du méthane.
Ce sont les principaux résultats d’une étude publiée dans Nature Climate Change dirigée par le chercheur principal Thomas A. Davidson de l’Université d’Aarhus au Danemark. Le méthane est un puissant gaz à effet de serre avec un potentiel de réchauffement 25 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone.
Les sources de méthane dans les lacs peu profonds
Les lacs peu profonds sont de plus en plus reconnus comme jouant un rôle important dans le cycle mondial des gaz à effet de serre. Étant donné le nombre de lacs peu profonds à l’échelle mondiale, ils ont potentiellement une grande influence sur les concentrations atmosphériques de méthane qui continuent d’augmenter.
Le méthane est libéré des lacs de plusieurs façons à la fois par la diffusion de gaz dissous et par les bulles libérées par les sédiments aussi appelé ébullition. L’ébullition n’est pas constante, mais elle se produit dans des épisodes de libération de bulles et donc, il est donc difficile de la mesurer avec précision. Par conséquent, on ignore la quantité de méthane qui est libéré sous forme de bulles provenant des lacs et nous ne savons pas non plus comment il réagira à la combinaison du changement climatique et de l’enrichissement en nutriments.
La présente étude a utilisé la plus longue expérience de changement climatique de mésocosme d’eau douce au monde pour étudier comment le réchauffement et l’eutrophisation pourraient interagir pour changer l’ébullition de méthane dans le futur.
Les résultats étaient frappants, car ils ont montré que la combinaison de l’augmentation de la charge en nutriments et du réchauffement avait un effet synergique sur l’ébullition du méthane. En l’absence d’enrichissement en nutriments, le réchauffement seul a augmenté d’environ 50 % l’ébullition annuelle du méthane et sa contribution relative aux émissions totales de méthane est passée d’environ 50 % à 75 %.
L’émission annuelle de méthane (divisé par la diffusion et l’ébullition) provenant de différents traitements dans le mésocosme. Les niveaux faibles et élevés de nutriments suivi de 3 niveaux de température. L’AMB indique la température ambiante avec A2 qui concerne 2 à 3 degrés Celsius de plus et A2+ concerne 4 à 5 degrés Celsius de plus – Thomas A. Davidson
À l’opposé, quand les niveaux de nutriments étaient élevés, le réchauffement augmentait les émissions totales de méthane d’au moins 6 fois et parfois de 17 fois et la proportion d’ébullition augmentait à 95 % du flux annuel total de méthane.
Les plantes submergées réduisent l’ébullition du méthane
L’enrichissement en éléments nutritifs ou eutrophisation est l’impact humain le plus fréquent sur les eaux douces et tous les lacs dans les paysages agricoles sont susceptibles d’être touchés. Une caractéristique de l’eutrophisation dans les lacs peu profonds est la perte de biodiversité et le remplacement des plantes submergées par le phytoplancton en tant que producteur primaire dominant.
Crédit : Ben Goldsmith
L’étude actuelle a identifié l’abondance des plantes submergées comme un prédicateur essentiel de l’ébullition du méthane. Mais lorsque les plantes étaient abondantes, l’ébullition du méthane était réduite par rapport à l’absence de plantes même à des températures plus élevées.
Ceci suggère que grâce à une gestion prudente des paysages agricoles et des eaux douces assurant la prolifération des plantes submergées, l’ébullition du méthane peut être minimisée et bénéficiera aussi à la condition écologique et la biodiversité de l’eau douce.
Source : Nature Climate Change (http://dx.doi.org/10.1038/s41558-017-0063-z)
