Les écosystèmes d’eau douce représentent la moitié des émissions mondiales de méthane, un puissant gaz à effet de serre qui contribue au réchauffement climatique. On pense que les rivières et les ruisseaux, en particulier, émettent une quantité substantielle de ce méthane, mais les taux et les modèles de ces émissions à l’échelle mondiale restent largement non documentés.
Une équipe internationale de chercheurs, comprenant des écologistes de l’eau douce de l’Université du Wisconsin-Madison, a changé cela avec une nouvelle description des taux, des modèles et des moteurs mondiaux des émissions de méthane provenant des eaux courantes. Leurs conclusions, publiées aujourd’hui dans la revue Natureaméliorera les estimations du méthane et les modèles de changement climatique, et indiquera les changements de gestion des terres et les opportunités de restauration qui peuvent réduire la quantité de méthane s’échappant dans l’atmosphère.
La nouvelle étude confirme que les rivières et les ruisseaux produisent effectivement beaucoup de méthane et jouent un rôle majeur dans la dynamique du changement climatique. Mais l’étude révèle également des résultats surprenants sur la manière et le lieu de production de ce méthane.
« Nous nous attendions à trouver les émissions de méthane les plus élevées sous les tropiques, car la production biologique de méthane est très sensible à la température », explique Emily Stanley, professeure au Centre de limnologie de l’UW-Madison et co-auteur de la Nature rapport. Au lieu de cela, dit-elle, leur équipe a découvert que les émissions de méthane dans les tropiques étaient comparables à celles des ruisseaux et des rivières beaucoup plus froids des forêts boréales – des forêts à dominante de pins qui s’étendent autour de l’hémisphère Nord – et des habitats de la toundra arctique.
Il s’avère que la température n’est pas la principale variable responsable des émissions de méthane aquatique. Au lieu de cela, l’étude a révélé que « la quantité de méthane sortant des ruisseaux et des rivières, quelle que soit leur latitude ou leur température, était principalement contrôlée par l’habitat environnant qui leur était connecté », a déclaré Stanley.
Les rivières et les ruisseaux des forêts boréales et des régions polaires aux latitudes élevées sont souvent liés aux tourbières et aux zones humides, tandis que les forêts denses des bassins fluviaux de l’Amazone et du Congo alimentent également les eaux qui les traversent avec des sols riches en matière organique. Les deux systèmes produisent des quantités substantielles de méthane car ils entraînent souvent des conditions de faible teneur en oxygène préférées par les microbes qui produisent du méthane tout en décomposant toute cette matière organique.
Cependant, toutes les rivières et tous les cours d’eau à haute teneur en méthane ne proviennent pas naturellement de ces émissions. Dans certaines parties du monde, les émissions de méthane d’eau douce sont principalement contrôlées par l’activité humaine dans les communautés urbaines et rurales.
« Les humains modifient activement les réseaux fluviaux dans le monde entier et, en général, ces changements semblent favoriser les émissions de méthane », déclare Gerard Rocher, auteur principal du rapport et chercheur postdoctoral à la fois à l’Université suédoise des sciences agricoles et au Centre d’études avancées de Blanes. en Espagne.
Les habitats qui ont été fortement modifiés par l’homme – comme les ruisseaux fossés drainant les champs agricoles, les rivières sous les stations d’épuration des eaux usées ou les canaux d’eaux pluviales en béton – entraînent également souvent des conditions riches en matière organique et pauvres en oxygène qui favorisent une production élevée de méthane.
L’importance de l’implication humaine peut être considérée comme une bonne nouvelle, selon Rocher.
« Une implication de cette découverte est que les efforts de conservation et de restauration de l’eau douce pourraient conduire à une réduction des émissions de méthane », dit-il.
Ralentir le flux de polluants comme les engrais, les déchets humains et animaux ou la couche arable excessive dans les rivières et les ruisseaux aiderait à limiter les ingrédients qui conduisent à une production élevée de méthane dans les systèmes d’eau douce.
« Du point de vue du changement climatique, nous devons nous préoccuper davantage des systèmes dans lesquels les humains créent des circonstances qui produisent du méthane que des cycles naturels de production de méthane », déclare Stanley.
L’étude démontre également l’importance des équipes de scientifiques travaillant à compiler et à examiner de gigantesques ensembles de données pour comprendre l’ampleur du changement climatique. Les résultats ont nécessité une collaboration de plusieurs années entre l’Université suédoise des sciences agricoles, l’Université d’Umeå, UW-Madison et d’autres institutions du monde entier. Ils ont collecté des mesures de méthane sur les rivières et les ruisseaux de plusieurs pays, ont utilisé la modélisation informatique de pointe et l’apprentissage automatique pour « étendre massivement » un ensemble de données que Stanley a commencé à compiler avec ses étudiants diplômés en 2015.
Maintenant, dit Stanley, « nous avons beaucoup plus confiance dans les estimations de méthane ». Les chercheurs espèrent que leurs résultats permettront de mieux comprendre l’ampleur et les schémas spatiaux de toutes les sources de méthane dans l’atmosphère terrestre, et que les nouvelles données améliorent les modèles à grande échelle utilisés pour comprendre le climat mondial et prédire son avenir.
Plus d’information:
Gerard Rocher-Ros et al, Émissions mondiales de méthane des rivières et des ruisseaux, Nature (2023). DOI : 10.1038/s41586-023-06344-6