Alors que les météorologues sont inquiets de la fonte précoce de l’Arctique, cette étude scientifique met en lumière un phénomène préoccupant : plus la concentration de CO2 augmente dans l’atmosphère, moins les plantes émettent de vapeur, et plus l’Arctique se réchauffe et donc fond. Cette nouvelle étude montre pour la première fois les conséquences d’une réaction méconnue de l’équilibre écosystémique, également appelée forçage physiologique.

Le forçage physiologique

Les bienfaits de la végétalisation des villes pour rafraîchir l’atmosphère et garder des températures vivables en milieu urbain est bien connu. Ce qui l’est moins, en revanche, c’est que l’augmentation du dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère diminue l’humidité libérée par les plantes en fermant leurs pores (stomates).

En effet, lorsque la concentration de CO2 augmente, les plantes peuvent en absorber suffisamment sans ouvrir leurs stomates au maximum. Si les stomates s’ouvrent moins, les plantes libèrent moins de vapeur d’eau. Avec l’effet de serre, la température du sol augmente alors rapidement.

Une nouvelle étude parue dans la revue scientifique Nature s’est intéressée à la façon dont cette diminution de l’humidité libérée par les plantes pouvait avoir des répercussions sur la température mondiale et leur constat est inquiétant :

Plus l’augmentation de la concentration atmosphérique de CO2 ferme les stomates des plantes dans les zones de haute latitude et réduit leur transpiration, et plus le réchauffement de l’Arctique s’accélère !

Cette étude a été menée grâce à l’analyse de huit simulations de modèles du système terrestre (ESM). L’équipe de recherche est composée du professeur Jong-Seong Kug, du candidat au doctorat So Won Park de la division des sciences et de l’ingénierie environnementales de POSTECH, et du chercheur Jin-Soo Kim de l’université de Zurich.

« Cette réduction de la transpiration des plantes peut entraîner une augmentation de la température de l’air près de la surface en diminuant l’effet de refroidissement par évaporation et en augmentant simultanément le flux de chaleur sensible au-dessus de la surface du sol. Cet effet non radiatif de l’acclimatation physiologique est appelé forçage physiologique au CO2. » expliquent ainsi les chercheurs

Selon ses auteurs, il s’agit de la première étude qui confirme les effets du forçage physiologique sur le système climatique de l’Arctique. Le réchauffement de surface causé par ce phénomène est transporté par la circulation atmosphérique jusque vers l’Arctique, puis amplifié par les boucles de rétroaction locales.

Avec l’amplification des rétroactions locales arctiques, les chercheurs estiment qu’environ 10 % de l’effet de serre est causé par ce forçage physiologique.

Le principe de rétroaction en Arctique

Appelée « feedback » en anglais, la rétroaction est une réaction à une entrée d’information, soit qui en augmente l’effet (rétroaction positive), soit qui le réduit (rétroaction négative), soit qui induit un effet de cycle, amorti ou non (nommé pompage en automatique).

Il s’agit d’une boucle de rétroaction quand la réaction se répète (réaction en chaîne) et entraîne son amplification perpétuelle (cercle / spirale vicieux / vertueux) dans le cas de rétroaction positive, ou son arrêt progressif (mais pas toujours total) en cas de rétroaction négative.

Et dans l’Arctique, ces rétroactions et boucles de rétroactions sont nombreuses et puissantes, au point que les températures moyennes de la région ont augmenté de deux degrés depuis le milieu du XIX^e siècle, soit deux fois plus que la moyenne mondiale.

L’étude précise bien que l’Arctique est l’une des régions les plus touchées par l’effet de serre, mais aussi par de nombreux autres mécanismes : la diminution de la banquise et la libération du rayonnement absorbé à ondes courtes qu’elle implique, la rétroaction biogéochimique de l’océan, l’augmentation du transport d’énergie vers les pôles, etc.

Les conséquences de ces rétroactions font l’objet de nombreuses études, encore en débat, pour mieux définir leur rôle précis sur l’état critique de l’Arctique, dont la fonte des glaces a démarré deux semaines plus tôt cette année avec une vague de chaleur record.

Cette fonte des glaces est attentivement observée par les scientifiques qui redoutent les conséquences de la libération de gaz à effet de serre pour l’instant piégés par le permafrost, mais aussi de la montée des eaux.

Le professeur Jong-Seong Kug, qui a étudié le réchauffement de l’Arctique sous différents angles, a déclaré :

« L’effet de fermeture stomatale dû à l’augmentation des niveaux de CO2 n’est pas entièrement pris en compte dans les projections climatiques futures. Cela signifie que le réchauffement de l’Arctique peut se produire beaucoup plus rapidement que ce qui est actuellement prévu. Ici, l’augmentation du CO2 accélère le réchauffement climatique non seulement par l’effet de serre que nous connaissons tous, mais aussi en changeant la fonction physiologique des plantes. »

En clair : nous pourrons bien replanter autant de végétaux que nous le voudrons, nous devons d’abord et avant tout drastiquement réduire nos émissions de CO2 pour maintenir les conditions de vie telles que nous les connaissons sur Terre.

A la fin de l’étude, les chercheurs appellent leurs pairs à affiner les modèles de simulation sur les réactions des plantes au CO2 pour mieux connaître les répercussions sur le vivant de nos sociétés émettrices de gaz à effet de serre. Cette nouvelle étude nous démontre une fois de plus à quel point un équilibre écosystémique est composé par la somme des êtres qui le composent, mais aussi de leurs relations entre eux.

crédit photo couverture : Roxanne Desgagnés