Il pourrait y avoir des milliards de lacs et d’étangs peu profonds sur Terre, bien que le manque de systèmes de cartographie rende difficile de savoir combien il en existe. Ensemble, ils émettent des quantités importantes de gaz à effet de serre dans l’atmosphère, mais les émissions de ces systèmes varient considérablement et ne sont pas bien comprises.
Maintenant, une nouvelle étude mesure les émissions de méthane et de dioxyde de carbone de 30 petits lacs et étangs (un acre ou moins) dans les régions tempérées d’Europe et d’Amérique du Nord, révélant que les plans d’eau les plus petits et les moins profonds présentent la plus grande variabilité dans le temps.
Le document marque une étape importante vers l’étalonnage des modèles climatiques afin qu’ils puissent mieux prédire les émissions des masses d’eau intérieures et il souligne la nécessité d’étudier de plus près les petites masses d’eau.
« Cette étude aide à comprendre à la fois les moteurs des concentrations de gaz à effet de serre et, surtout, ce qui rend certains étangs plus variables dans leurs concentrations », a déclaré Meredith Holgerson, professeur adjoint d’écologie et de biologie évolutive au Collège d’agriculture et des sciences de la vie et auteur principal de l’étude.
« Le document indique des modèles sur une large gamme géographique, de sorte que nous pouvons réellement entrer et prédire quels plans d’eau vont varier et seront les plus variables, et il confirme que nous devons sortir et échantillonner fréquemment », a déclaré Nicholas Ray. , chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Holgerson et premier auteur de l’article « Spatial and Temporal Variability in Summertime Dissolved Carbon Dioxide and Methane in Temperate Ponds and Shallow Lakes », publié en ligne le 18 mai dans la revue Limnologie et Océanographie.
Holgerson et ses collègues ont précédemment estimé que les lacs et étangs peu profonds pourraient contribuer à 5 % des émissions mondiales de méthane dans l’atmosphère. Mais sans mesures précises sur de nombreux plans d’eau, ont-ils déclaré, le nombre réel pourrait être aussi peu que la moitié ou jusqu’à deux fois ce pourcentage.
Alors que certains petits lacs et étangs émettent des gaz à effet de serre en quantités constantes et prévisibles, d’autres sont très variables. Certains étangs émettent de grandes quantités et d’autres émettent très peu. Comprendre ces dynamiques est important car le dioxyde de carbone et le méthane agissent comme des gaz à effet de serre dans l’atmosphère, le méthane étant 25 fois plus puissant pour piéger la chaleur que le dioxyde de carbone.
Pour commencer, Holgerson et ses collaborateurs du Global Lake Ecological Observatory Network ont conçu l’étude, puis se sont étendus plus loin au sein du réseau. Des fournitures d’échantillonnage ont été envoyées par la poste à 16 co-auteurs de l’étude dispersés à travers l’Europe et l’Amérique du Nord, qui ont ensuite collecté des échantillons de gaz d’un total de 30 petits étangs et lacs peu profonds, qui ont été analysés.
Chaque plan d’eau a été échantillonné au cours des étés 2018 et 2019 à trois reprises à trois endroits, y compris le point le plus profond, puis deux endroits aux extrémités opposées (mais pas trop près du rivage).
« Un résultat clé que nous avons trouvé était que plus le système est petit, en ce qui concerne la surface, plus les émissions sont susceptibles d’être élevées », a déclaré Ray.
Pour le dioxyde de carbone, les échantillons étaient cohérents dans toutes les parties du plan d’eau, ce qui a révélé que les chercheurs n’avaient probablement besoin de prélever qu’un échantillon à un seul endroit pour obtenir une prédiction précise de l’ensemble du plan d’eau. Le méthane, en revanche, nécessitait des échantillons provenant de plusieurs endroits pour obtenir une mesure précise. De plus, pour le méthane, les systèmes moins profonds étaient plus variables, ce qui suggère que la stratification de la colonne d’eau dans les eaux plus profondes peut empêcher les gaz de remonter à la surface.
De même, en termes de calendrier, un seul échantillon en été a fourni une lecture de dioxyde de carbone raisonnablement précise pour tout l’été, mais un taux d’émission moyen précis de méthane a nécessité plusieurs échantillonnages au cours de l’été.
Pour le dioxyde de carbone, la quantité de vie végétale dans l’eau a joué un rôle important dans la variabilité au fil du temps. Pour le méthane, la variabilité était davantage déterminée par la profondeur de l’eau et probablement associée à la stratification dans la colonne d’eau.
Entre autres utilisations, l’étude jette les bases d’une stratégie d’atténuation du climat de l’État de New York visant à construire davantage d’étangs pour aider les agriculteurs à mieux gérer les sécheresses.
« Nous travaillons pour identifier comment les étangs peuvent être construits, ou s’il existe des stratégies de gestion simples que les gens peuvent utiliser, pour minimiser les émissions », a déclaré Ray.
Plus d’information:
Nicholas E. Ray et al, Variabilité spatiale et temporelle du dioxyde de carbone et du méthane dissous en été dans les étangs tempérés et les lacs peu profonds, Limnologie et Océanographie (2023). DOI : 10.1002/lno.12362