Les incendies de forêt tout au nord modifient la manière dont les scientifiques appréhendent le changement climatique.
De nouvelles recherches menées par l’Université de Californie à Berkeley et l’Université de Lund indiquent que les feux dans les forêts boréales pourraient libérer bien davantage de carbone que ce que les spécialistes estimaient jusqu’ici.
Les dégâts les plus importants ne viennent pas systématiquement de grandes flammes visibles. Très souvent, l’essentiel se joue discrètement, sous la surface du sol forestier.
L’étude analyse la façon dont ces feux septentrionaux relâchent du carbone et explique pourquoi de nombreux modèles mondiaux n’en captent pas l’ampleur réelle.
Feux de forêt boréaux et carbone des sols
La zone boréale s’étend à travers l’Alaska, le Canada, la Scandinavie et la Russie. Cet immense ensemble emmagasine plus de carbone que l’atmosphère entière.
La plus grande partie de ce carbone se trouve dans d’épaisses couches de sols organiques, constituées de végétaux partiellement décomposés. Le froid et l’humidité ralentissent la dégradation de la matière végétale, ce qui permet au carbone de s’accumuler pendant des centaines, voire des milliers d’années.
Lorsqu’un incendie parcourt ces forêts, il consume les arbres et les arbustes en surface. Mais le feu peut aussi pénétrer profondément dans le sol et enflammer ce carbone stocké.
Une fois le sol embrasé, la combustion peut couver pendant des semaines, voire des années. Cette brûlure lente et souterraine renvoie dans l’air du carbone très ancien et ajoute des gaz à effet de serre au système climatique.
De petits feux libèrent un carbone invisible
Pour estimer les émissions des incendies, les scientifiques s’appuient souvent sur des satellites. Un indicateur majeur est la puissance radiative du feu, qui mesure l’énergie thermique émise par les zones en combustion.
Dans les régions plus chaudes, cette approche est pertinente, car l’essentiel du carbone provient des arbres et de la végétation au-dessus du sol.
Les forêts boréales fonctionnent autrement. Dans ces écosystèmes, une grande part des émissions provient des couches organiques du sol plutôt que des troncs et des branches.
« Bon nombre des incendies les plus déterminants pour le climat n’ont rien de spectaculaire vus depuis l’espace », a déclaré Johan Eckdah, auteur principal de l’étude. « Les tourbières et les sols organiques peuvent couver pendant des semaines à des années, en libérant d’énormes quantités de carbone ancien. »
Ainsi, un incendie peut paraître modeste sur une image satellite tout en relâchant des volumes considérables de carbone issus des couches souterraines.
Signaux satellites et perte de carbone des sols
Pour mieux cerner ce phénomène difficile à observer, les chercheurs ont analysé 324 incendies de forêt survenus en Suède durant l’été 2018.
L’équipe a étudié en détail 50 sites brûlés, répartis entre différents climats et types de sols. Sur chaque site, les scientifiques ont mesuré la profondeur des horizons de sol et ont comparé les zones incendiées à une forêt voisine non brûlée.
Les résultats ont mis en évidence une tendance nette. Les feux de forte intensité, associés à des signaux de chaleur marqués détectés par satellite, ont libéré beaucoup plus de carbone du sol. Ces incendies ont relâché plus de huit fois plus de carbone des sols que les feux de faible intensité.
En revanche, l’intensité du signal thermique observé depuis l’espace ne correspondait pas exactement à la quantité précise de carbone du sol effectivement consommée. Cela montre que les signaux satellites aident à repérer le déclenchement d’un couvage profond, mais qu’ils ne suffisent pas, à eux seuls, à quantifier la perte totale de carbone.
Le climat commande les émissions du sol
Le climat de long terme influence fortement la quantité de carbone qu’un incendie libère. La température moyenne, les précipitations moyennes et le drainage des sols se sont révélés de puissants prédicteurs de la perte de carbone des sols lors des feux de forte intensité.
Des conditions durablement plus chaudes et plus humides favorisent la formation de couches épaisses riches en carbone. Le drainage compte aussi : les sols mal drainés accumulent souvent davantage de matière organique. Lorsque des incendies intenses atteignent ces zones, de grandes quantités de carbone peuvent s’échapper.
Les chercheurs ont produit une carte d’émissions détaillée, à haute résolution, pour la Suède. Les sols organiques brûlés dans des conditions de forte intensité ont représenté presque l’intégralité des émissions totales de carbone estimées pendant la saison 2018.
Le carbone souterrain a donc clairement porté l’essentiel de l’impact de la saison.
Les modèles sous-estiment le carbone souterrain
L’équipe a ensuite confronté ces résultats à six grandes bases de données mondiales d’émissions liées aux incendies. Ces modèles ont souvent surestimé les émissions dans les zones sèches où les flammes sont bien visibles. À l’inverse, ils ont sous-estimé les émissions dans les régions où le sol renferme beaucoup de carbone en profondeur.
Dans un comté suédois où de petits incendies ont pénétré des sols organiques profonds, les modèles mondiaux ont largement sous-évalué les émissions de carbone. Dans un autre comté, marqué par de grands feux mais une combustion plus superficielle, les modèles les ont surestimées.
Cet écart souligne que de nombreux systèmes globaux ne prennent pas pleinement en compte les différences de stockage de carbone dans les sols ni les conditions paysagères locales.
Émissions lors des grands incendies
Les chercheurs ont aussi appliqué leur méthode au gigantesque incendie de Sala, en Suède, en 2014. À l’intérieur du périmètre brûlé, des tourbières drainées ont émis des quantités de carbone extrêmement élevées.
À lui seul, cet incendie a relâché presque autant de carbone que des centaines de feux cumulés durant la saison 2018.
Cette comparaison illustre à quel point un seul feu, dès lors qu’il s’étend sur des sols profonds riches en carbone, peut bouleverser le total annuel d’émissions d’un pays.
La gestion des terres peut réduire les émissions
Les experts ont également mis en évidence des liens entre la densité de population et l’intensité des incendies.
Les zones plus peuplées ont souvent connu des feux plus petits ou moins intenses, possiblement grâce à une intervention d’urgence plus rapide et à la fragmentation des massifs forestiers.
Les chercheurs ont insisté sur l’importance des choix de gestion des terres. Remettre en eau des tourbières drainées et protéger des réservoirs de carbone denses pourraient limiter les émissions futures.
« Les forêts des 48 États contigus et celles de l’extrême nord peuvent sembler très différentes, mais elles partagent une monnaie commune : le carbone », a déclaré Eckdah.
« En améliorant notre compréhension de la façon dont cet élément circule entre les terres et l’atmosphère, nous pouvons mieux anticiper l’impact des futurs régimes d’incendies dans un monde qui se réchauffe et concevoir des stratégies plus intelligentes pour réduire les risques climatiques pour la société. »
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