Fonctionnement des puits de carbone et raisons de leur affaiblissement

Qu'est-ce qu'un puits de carbone ?

Un puits de carbone est tout système naturel ou artificiel qui absorbe plus de dioxyde de carbone de l'atmosphère qu'il n'en libère. Les trois principaux puits de carbone de la Terre – les forêts, les océans et les sols – absorbent ensemble environ la moitié de toutes les émissions de CO₂ d'origine humaine chaque année. Sans eux, les niveaux de carbone atmosphérique augmenteraient beaucoup plus rapidement et le réchauffement climatique s'accélérerait considérablement.

Il est important de comprendre comment ces puits fonctionnent, car ils ne sont pas permanents. Des recherches récentes publiées dans Nature montrent que le changement climatique a déjà affaibli les puits terrestres et océaniques, contribuant à environ 8 % de l'augmentation totale du CO₂ atmosphérique depuis 1960.

Les forêts : le puits terrestre

Les arbres et autres végétaux absorbent le dioxyde de carbone par la photosynthèse, le transformant en sucres et l'emprisonnant dans le bois, les feuilles, les racines et le sol. Les forêts du monde absorbent environ 2,6 milliards de tonnes de CO₂ par an, selon le Forum économique mondial.

Toutes les forêts ne contribuent pas de la même manière. Les forêts tropicales humides peuvent séquestrer jusqu'à 20 tonnes de CO₂ par hectare pendant la période de croissance maximale. Les forêts boréales des climats plus froids stockent le carbone plus lentement, mais couvrent d'immenses zones à travers le Canada, la Russie et la Scandinavie, détenant de vastes réserves à la fois dans les arbres et dans les sols tourbeux sous-jacents.

Lorsque les forêts sont défrichées ou brûlées, ce carbone stocké est rejeté dans l'atmosphère. Une étude parue dans Scientific Reports a révélé que les forêts tropicales africaines sont déjà passées du statut d'absorbeurs nets de carbone à celui d'émetteurs nets, en raison de la déforestation généralisée après 2010. Le même renversement s'est produit dans certaines parties de l'Asie du Sud-Est et de l'Amérique du Sud.

Les océans : le tampon liquide

L'océan absorbe environ 25 % de toutes les émissions de carbone d'origine humaine. Il le fait par deux mécanismes. Premièrement, le CO₂ se dissout directement dans les eaux de surface, où les courants le transportent dans les profondeurs de l'océan pour un stockage à long terme. Deuxièmement, le phytoplancton microscopique consomme le CO₂ dissous par la photosynthèse. Lorsqu'ils meurent, leurs restes coulent au fond de la mer dans ce que les scientifiques appellent la pompe biologique, séquestrant le carbone pendant des siècles.

Les écosystèmes côtiers ajoutent une autre couche. Les mangroves, les herbiers marins et les marais salants – collectivement appelés habitats de carbone bleu – couvrent moins de 1 % du fond de l'océan, mais enfouissent le carbone 10 à 50 fois plus vite que les forêts terrestres, selon la Plateforme Océan & Climat.

Mais l'absorption de CO₂ a un coût. À mesure que les océans absorbent plus de carbone, ils deviennent plus acides, menaçant les récifs coralliens, les crustacés et le plancton même qui alimente la pompe biologique.

Les sols : le géant caché

Le sol stocke plus de carbone que l'atmosphère et toute la vie végétale réunies – environ 2 500 milliards de tonnes dans les trois premiers mètres. Le carbone pénètre dans le sol par la décomposition de la matière organique – feuilles mortes, racines et micro-organismes. Les sols sains, riches en communautés microbiennes, emprisonnent ce carbone pendant des décennies, voire des siècles.

L'agriculture intensive, le surpâturage et l'augmentation des températures déstabilisent tous ce stockage. Les sols plus chauds accélèrent la décomposition microbienne, libérant le CO₂ stocké dans l'air – une boucle de rétroaction qui amplifie le réchauffement.

Pourquoi les puits de carbone s'affaiblissent

Le projet Global Carbon Budget suit ces tendances chaque année. Ses dernières données confirment que le puits terrestre naturel est considérablement plus petit qu'on ne l'estimait auparavant, tandis que les émissions liées au changement d'affectation des terres – principalement la déforestation – sont plus importantes qu'on ne le pensait.

Trois forces sont à l'origine de ce déclin :

• La déforestation élimine les forêts qui absorberaient autrement le CO₂ et libère simultanément leur carbone stocké.
• La hausse des températures accélère la décomposition dans les sols et réduit l'efficacité de la photosynthèse chez les arbres stressés par la chaleur.
• Le réchauffement des océans réduit la capacité de l'eau à dissoudre le CO₂ et perturbe les populations de plancton.

Au rythme actuel des émissions, le budget carbone restant compatible avec une limitation du réchauffement à 1,5 °C – environ 170 milliards de tonnes de CO₂ – sera épuisé avant la fin de cette décennie.

Pourquoi c'est important

Si les puits naturels continuent de s'affaiblir, l'humanité perd son allié silencieux le plus puissant contre le changement climatique. Chaque tonne de CO₂ que les forêts et les océans ne parviennent pas à absorber reste dans l'atmosphère, accélérant le réchauffement et rendant les objectifs de réduction des émissions encore plus difficiles à atteindre. Protéger et restaurer ces systèmes – stopper la déforestation, étendre les habitats de carbone bleu et adopter une agriculture respectueuse des sols – n'est pas un luxe. C'est une condition préalable à toute stratégie climatique crédible.