L’influence des plantes, des insectes et du sol sur le changement climatique dans l’Arctique
Les composés organiques volatils biogéniques (COVB) sont des molécules gazeuses principalement libérées par la végétation. «Il existe des milliers de COVB différents», explique Riikka Rinnan, chercheuse principale du projet TUVOLU, de l’université de Copenhague au Danemark. «Il ne s’agit pas de gaz à effet de serre, mais de gaz qui réagissent rapidement avec d’autres composants de l’air.» Les scientifiques ont découvert que ces réactions peuvent avoir des répercussions sur notre climat. Elles peuvent augmenter la production d’ozone, un gaz à effet de serre, et augmenter la durée de vie du méthane, un autre gaz à effet de serre. Les interactions avec les COVB peuvent également produire des particules d’aérosols, susceptibles d’ensemencer les nuages.
Changements de végétation, infestations d’insectes et pergélisol
Le projet TUVOLU, soutenu par le Conseil européen de la recherche, a étudié l’évolution potentielle des émissions de COVB dans les écosystèmes arctiques. Il s’agit d’un domaine d’étude capital, car la région arctique se réchauffe plus rapidement que la moyenne mondiale. «Ce réchauffement entraîne d’importants changements dans la végétation de l’Arctique», fait remarquer Riikka Rinnan. «Nous voulions savoir en quoi cela pourrait affecter les niveaux de COVB et si le dégel du pergélisol pourrait être en cause.» Le projet a également étudié le rôle des infestations d’insectes dans la région arctique. L’augmentation des températures peut entraîner une augmentation des taux de survie des insectes. De nombreuses plantes produisent et libèrent certains COVB pour se protéger des attaques d’insectes. Le travail sur le terrain au Groenland, en Norvège et en Suède a été un élément clé du projet. «Nous avons fait appel à des hélicoptères pour transporter des équipements très coûteux, tels que des spectromètres de masse, dans des conditions très difficiles», ajoute Riikka Rinnan. Cet équipement a permis de mesurer les températures de la végétation et les taux de COVB, et de ramener des échantillons au laboratoire. «Des échantillons de pergélisol, par exemple, ont été prélevés dans l’Arctique, expédiés congelés, et fondus dans le laboratoire», explique Riikka Rinnan. «Cela nous a permis d’évaluer ce qui se passe lors du dégel du pergélisol. Nous avons également procédé à une modélisation informatique pour obtenir une image de l’ensemble de la région arctique.»
Sensibilité à la température et production de COVB
Le projet a permis d’établir un lien entre la sensibilité à la température et la production de COVB. «En combinant l’imagerie thermique de feuilles avec les données relatives aux COVB que nous avons recueillies, nous avons pu démontrer que la végétation de la toundra arctique est très sensible à la température», souligne Riikka Rinnan. «Nous avons constaté que les émissions de COVB augmentent fortement parallèlement à l’augmentation de la température.» L’importance de l’impact des insectes sur la libération des COVB a été une découverte surprenante. «De nombreux COVB sont conçus pour dissuader les insectes et ne sont libérés qu’en cas d’attaque», explique Riikka Rinnan. «Nous avons constaté que de graves infestations d’insectes, souvent favorisées par un temps plus doux, peuvent avoir un impact considérable sur les niveaux de COVB.» L’équipe poursuit ses travaux sur les échantillons de pergélisol pour en tirer davantage d’informations. Riikka Rinnan ajoute que les modèles actuels de COVB ont tendance à ne tenir compte ni des insectes ni des sols, ce dont le projet TUVOLU a démontré l’importance.
Modéliser le changement climatique dans l’Arctique
Le projet a permis de mettre en exergue la complexité de la modélisation du changement climatique dans l’Arctique et a ouvert de nouvelles voies de recherche. «De nombreuses questions demeurent en suspens», confie Riikka Rinnan. «Par exemple, quel est l’impact de l’augmentation du niveau de CO2 sur les émissions de COVB?» Le rôle des sols constitue une autre importante voie de recherche. «Il semble que les sols aient tendance à absorber les COVB plutôt qu’à en produire», souligne Riikka Rinnan. «Il s’agit d’un sujet brûlant sur lequel nous continuons à travailler. Autant de questions auxquelles nous devons d’abord apporter des réponses, afin de pouvoir nous engager sur la voie de l’atténuation.»
Mots‑clés
TUVOLU, plantes, insectes, Arctique, changement climatique, végétation, pergélisol
