Les sols forestiers du sud-ouest de l’Allemagne renforcent leur absorption de méthane sur 25 ans, selon l’Université de Göttingen

Les sols forestiers accomplissent un travail climatique que la plupart des gens soupçonnent à peine : année après année, ils captent discrètement du méthane présent dans l’air.

De nouvelles mesures au long cours menées dans le sud-ouest de l’Allemagne indiquent que, dans certains massifs, ce puits de méthane souterrain s’est renforcé de façon continue au lieu de s’essouffler.

Pendant près de 25 ans, des scientifiques de l’Université de Göttingen ont suivi les flux de méthane sur 13 placettes forestières. Ils ont constaté que les sols augmentaient leur absorption de méthane d’environ 3 % par an.

Cette hausse régulière - observée aussi bien lors de phases humides que de périodes sèches, dans un contexte de réchauffement progressif - bouscule l’idée simpliste selon laquelle le changement climatique réduirait partout et systématiquement la capacité des sols à agir comme puits de méthane. Elle soulève aussi de nouvelles interrogations sur les raisons pour lesquelles certaines forêts progressent plus vite que d’autres.

Les microbes des sols forestiers éliminent le méthane

Des précipitations plus faibles laissaient davantage d’espace d’air dans le sol, ce qui permettait au méthane de descendre plus rapidement au lieu de stagner près de la surface.

Lorsque le sol est plus sec, il contient davantage de pores remplis d’air. Cela facilite la circulation du méthane et de l’oxygène à travers la matrice du sol - un point essentiel, car les microbes qui consomment le méthane ont besoin d’oxygène pour fonctionner.

Sur l’ensemble des placettes suivies, l’équipe a associé une absorption plus forte du méthane à une humidité du sol plus faible et à une augmentation graduelle des températures du sol.

Une fois le méthane parvenu dans les horizons superficiels, des méthanotrophes - des microbes qui utilisent le méthane comme source d’énergie - le dégradaient via des réactions transformant le gaz en dioxyde de carbone et en eau.

Des sols légèrement plus chauds semblaient accélérer leur métabolisme, ce qui concorde avec l’augmentation régulière de l’absorption de méthane observée sur de nombreux sites.

Les chercheurs ont toutefois souligné que des conditions extrêmement sèches peuvent freiner l’activité microbienne, tandis que des sols durablement gorgés d’eau font chuter les niveaux d’oxygène et permettent aux microbes producteurs de méthane de prendre l’avantage.

Suivre le méthane à travers le sol

De fins tubes prélevaient, toutes les deux semaines, des échantillons à plusieurs profondeurs. Cela a permis d’établir des profils de gaz du sol, c’est-à-dire des relevés des concentrations de gaz tout au long de la colonne de sol.

Des analyses en laboratoire ont suivi le méthane et d’autres gaz, afin de vérifier si les concentrations diminuaient avec la profondeur d’une manière caractéristique d’une absorption.

Pour valider ces calculs, les chercheurs ont aussi placé une chambre hermétique sur le sol forestier et ont observé la baisse du méthane. Cette vérification comptait, car de faibles erreurs peuvent s’accumuler : après des années de données, une tendance artificielle peut finir par apparaître.

Le méthane compte pour le climat

Selon un indicateur de la NASA, le méthane retient davantage de chaleur que le dioxyde de carbone, mais il ne persiste dans l’atmosphère qu’environ 7 à 12 ans.

Quand le sol absorbe le méthane, il réduit la quantité qui atteint l’atmosphère, ce qui diminue la pression de réchauffement dans les années à venir. Les sols forestiers sont rarement reconnus pour ce service, alors même que leur efficacité peut monter ou descendre selon la météo.

Une absorption accrue du méthane ne réglera pas le problème à elle seule, mais elle pourrait faire gagner du temps pendant que les réductions d’émissions rattrapent leur retard.

Les précipitations contrôlent l’absorption du méthane

Les travaux antérieurs n’ont pas toujours mis en évidence une hausse de l’absorption du méthane. Une étude de 2018 menée aux États-Unis, qui a suivi plusieurs forêts sur différents sites, a rapporté que l’absorption de méthane chutait fortement lorsque les précipitations augmentaient, avec des pertes atteignant jusqu’à 89 % sur un site.

De tels écarts montrent à quel point les résultats peuvent diverger lorsque les régions suivent des trajectoires de précipitations différentes. Ils illustrent aussi pourquoi des méta-analyses combinant de nombreuses études peuvent, parfois, généraliser à l’excès des dynamiques très locales.

« Nous avons observé une augmentation significative à long terme de l’absorption du méthane dans les zones forestières que nous avons étudiées », a déclaré Maier.

La pluie joue un rôle central, car elle pilote l’humidité du sol, laquelle détermine ensuite la facilité avec laquelle le méthane et l’oxygène circulent dans les pores du sol.

Dans le sud-ouest de l’Allemagne, les précipitations ont diminué progressivement durant les années de suivi, tandis que certaines zones du nord-est des États-Unis ont connu des conditions plus humides - ce qui aide à comprendre pourquoi les tendances du méthane ont évolué en sens inverse.

Les projections climatiques estiment généralement les changements de température avec davantage de fiabilité que les précipitations locales. En conséquence, une carte mondiale unique de l’absorption future du méthane pourrait être trompeuse si les régimes d’humidité régionaux se modifient différemment sous l’effet du réchauffement.

Les forêts changent, les sols réagissent

Les perturbations forestières peuvent remodeler discrètement la manière dont les sols gèrent le méthane, en modifiant la structure à travers laquelle les gaz se déplacent.

Sur certaines placettes suivies, des attaques de scolytes ont entraîné l’abattage d’arbres ; les chercheurs ont ensuite analysé ces zones séparément afin de tenir compte de ce changement.

Lorsque le couvert forestier s’ouvre, la lumière atteint plus facilement le sol, ce qui accélère souvent son assèchement. Dans le même temps, la machinerie lourde utilisée lors des coupes peut compacter le terrain, en comprimant les minuscules pores dont le méthane a besoin pour circuler.

Parce que ces effets locaux peuvent parfois l’emporter sur des tendances climatiques plus générales, un suivi sur le long terme doit enregistrer les perturbations forestières en parallèle des conditions météorologiques afin d’identifier ce qui pilote réellement l’absorption du méthane.

L’absorption future du méthane en forêt

Même au sein d’un seul paysage, l’absorption du méthane variait fortement d’une placette à l’autre, signe que la texture des sols et l’historique d’usage des terres influençaient fortement les résultats.

Les chercheurs ont comparé des forêts de hêtre et d’épicéa, et ont malgré tout observé de grandes différences dans la quantité de méthane absorbée par les sols.

Les vérifications croisées ont réduit l’incertitude, mais les sols pierreux et une humidité très hétérogène limitaient encore la précision des mesures d’absorption. Et transposer ce travail à l’échelle de pays entiers introduirait probablement des erreurs, car des sols et des peuplements voisins peuvent se comporter de manière très différente.

Les données au long cours ont également relié une absorption plus élevée du méthane à des conditions de sol plus sèches et à des années plus chaudes, ce qui remet en cause les récits globaux trop simples selon lesquels la consommation de méthane diminuerait partout.

Avant que des prévisions puissent orienter de façon fiable les politiques climatiques, il faudra disposer de davantage de sites suivis pendant des décennies avec des mesures cohérentes - en particulier dans les régions qui deviennent plus humides.