Les émissions de CO2 changent avec la taille des rivières

Tous les cours d'eau et rivières d'eau douce rejettent en fait du dioxyde de carbone (CO2), mais la source de ces émissions n'est pas claire depuis des années pour les scientifiques. Maintenant, les chercheurs ont montré que le gaz à effet de serre apparaît dans les cours d'eau par le biais de deux sources différentes - soit sous la forme d'un pipeline direct pour les eaux souterraines et les sols riches en carbone, soit à partir d'organismes aquatiques libérant le gaz par la respiration et la décomposition naturelle.

Ce ruisseau émet une certaine quantité de CO2, quantité qui dépend de la taille du cours d'eau.

Les origines du CO₂ - la terre ou la vie - dépendent en grande partie de la taille du cours d'eau ou de la rivière, selon un article publié dans Nature Geosciences (août 2020). Ces résultats mettent en lumière le rôle des rivières d'eau douce dans le cycle mondial du carbone.

"Cet article confirme que dans certains systèmes, une grande partie du dioxyde de carbone provient des systèmes terrestres, mais à mesure que vous atteignez de plus grands fleuves, ce lien avec la terre devient de moins en moins fort. Il s'agit de la première étude à grande échelle à montrer cela", a déclaré le co-auteur David Butman, professeur adjoint à l'Université de Washington en sciences de l'environnement et forestières et en génie civil et environnemental.

Les chercheurs ont découvert que les petits cours d'eau transportent généralement du dioxyde de carbone produit par les plantes sur terre, puis transféré dans l'eau par le sol et les eaux souterraines. Cela se produit parce qu'à ses sources, un petit ruisseau est souvent entouré d'arbres et d'autres plantes qui extraient le carbone de l'atmosphère et le stockent ou le "coulent" dans les sols et la biomasse.

Mais dans les flux plus importants, la plupart des émissions de CO2 sont produites directement dans l'eau elle-même. Davantage de plantes et d'animaux sont présents dans les grandes rivières, et ils utilisent l'oxygène disponible et convertissent le carbone organique en dioxyde de carbone par la respiration.

Comprendre comment le dioxyde de carbone se retrouve dans les ruisseaux et les rivières améliorera les prévisions sur la façon dont les changements dans les systèmes fluviaux affectent l'efficacité des écosystèmes terrestres à éliminer les gaz à effet de serre de l'atmosphère, selon les chercheurs.

"Il est très important de connaître les sources de dioxyde de carbone dans les eaux courantes ainsi que les processus contrôlant la respiration et les émissions si nous voulons comprendre ce qui se passe lorsque l'environnement change", a déclaré l'auteur principal Erin Hotchkiss, qui a terminé la recherche à Umeå, Université en Suède.

Butman et Hotchkiss, ainsi que d'autres collaborateurs de l'Université d'Umeå et de l'Université du Wyoming, ont commencé à travailler ensemble il y a environ deux ans pour voir s'ils pouvaient déterminer d'où provenait le dioxyde de carbone mesuré dans les rivières et les ruisseaux.

Les chercheurs ont examiné les données à long terme du US Geological Survey provenant d'environ 1 400 ruisseaux et rivières d'eau douce à travers les États-Unis, ainsi que les données collectées sur plus de 180 sites de surveillance des rivières. Leurs modèles ont montré que les plantes et les animaux aquatiques produisaient environ 30 % du dioxyde de carbone trouvé dans les ruisseaux et les rivières aux États-Unis en moyenne, et ce nombre variait de seulement 14 % dans les plus petits ruisseaux à près de 40 % dans les grandes rivières.

Le principal point à retenir, a déclaré Butman, est que les rivières et les ruisseaux ne se comportent pas tous de la même manière en ce qui concerne l'élimination du dioxyde de carbone. Cette étude est l'une des premières tentatives d'identification de la source de carbone dans les systèmes fluviaux d'eau douce à très grande échelle, contribuant ainsi à approfondir notre compréhension du rôle des cours d'eau et des rivières dans le cycle mondial du carbone.

"Comprendre comment ces flux s'intègrent dans le cycle plus large du carbone est très important", a-t-il déclaré.

L'étape suivante consiste à pousser la recherche au-delà de la modélisation et à effectuer des mesures réelles à grande échelle du CO2 le long de réseaux entiers de cours d'eau, a ajouté Butman.