La plupart des pays estiment le carbone des sols en prélevant des carottes jusqu’à environ 30 cm de profondeur. Il s’agit de l’horizon labouré - là où l’on sème, là où le travail du sol brasse la terre - et, depuis des décennies, on l’a considéré comme l’intégralité du « compte carbone ».
Une grande synthèse récente affirme pourtant que ce bilan a toujours omis la partie la plus importante.
Sous cette limite d’environ 30 cm se trouve un réservoir d’une ampleur telle qu’il renferme la majorité du carbone des sols à l’échelle mondiale - et il obéit à des mécanismes tout à fait différents.
Un immense stock dissimulé
Une nouvelle revue dirigée par le professeur Nanthi Bolan, de l’University of Western Australia (UWA), rassemble des données mondiales sur ce que les scientifiques appellent le carbone des sols profonds - c’est-à-dire le carbone stocké à plus d’environ 30 cm sous la surface.
Les chiffres changent la perspective. À l’échelle planétaire, cette couche plus profonde renferme plus de 850 milliards de tonnes de carbone. Cela représente 50 à 60 % de l’ensemble du carbone contenu dans les 90 premiers centimètres de sol.
Or la profondeur de référence pour la comptabilité, définie par le GIEC et reprise par la plupart des marchés nationaux du carbone, s’arrête aux environs de 30 cm. Dans la majorité des campagnes de mesure, tout ce qui se situe en dessous n’est tout simplement pas pris en compte.
D’où vient cette limite
La ligne des 30 cm est surtout un héritage historique, davantage qu’un seuil dicté par la biologie. Le labour classique mélange le sol jusqu’à peu près cette profondeur ; il était donc pratique d’y suivre l’effet des pratiques agricoles sur les stocks de carbone.
Mais le carbone ne cesse pas de circuler là où s’arrête la charrue. Les racines descendent bien au-delà. L’eau entraîne vers le bas du carbone organique dissous.
Les vers de terre, les termites et les galeries laissées par les arbres transfèrent aussi, année après année, des fragments de matière organique dans tout le profil du sol.
Un carbone immobilisé pendant des siècles
Le carbone en profondeur ne se comporte pas comme celui de la couche superficielle. Il s’agit d’un réservoir à renouvellement lent, où la matière organique peut rester en place pendant des millénaires.
Selon un article cité dans la revue, l’âge de certains stocks profonds se situerait entre 2 000 et 10 000 ans.
Cette persistance s’expliquerait surtout par la chimie des minéraux. Les argiles et les oxydes de fer s’associent aux molécules organiques et forment des complexes que les microbes peinent à décomposer.
En ajoutant un manque d’oxygène et une biomasse microbienne bien moindre, la décomposition devient presque nulle.
Un puits avec des faiblesses
Cette stabilité n’a toutefois rien d’immuable. La hausse des températures pénètre désormais plus profondément qu’autrefois. Des zones jusque-là trop froides pour une activité microbienne soutenue commencent à s’activer.
Des pluies plus intenses peuvent également amener de l’oxygène et des apports frais dans des horizons auparavant protégés. Le travail du sol en profondeur constitue un autre point de fragilité.
Pour lutter contre la compaction, certains agriculteurs fracturent le sous-sol, ce qui ouvre les agrégats qui protégeaient le carbone.
La revue décrit ainsi le carbone des sols profonds comme un géant endormi : immense, relativement stable, mais silencieusement exposé aux perturbations que le changement climatique est déjà en train de provoquer.
La surprise de l’effet d’amorçage
L’un des résultats les plus déroutants est que l’apport de carbone « neuf » en profondeur peut produire l’effet inverse de celui recherché.
Lorsque des plantes à racines profondes injectent de nouveaux composés organiques dans le sous-sol, les microbes locaux disposent soudain d’une source d’énergie.
Au lieu de se limiter à consommer ces apports récents, ils se mettent aussi à dégrader le carbone ancien voisin. Une matière jadis stabilisée commence alors à retourner dans l’atmosphère.
C’est ce qu’on appelle l’effet d’amorçage. Les chercheurs l’évoquent depuis des décennies, mais la revue regroupe des preuves récentes montrant à quel point ce mécanisme peut faire basculer la base du profil du sol, d’un puits de carbone vers une source.
Des cultures aux racines plus profondes
La plupart des pistes de gestion présentées dans la revue ramènent à la profondeur des racines. Des espèces prairiales à enracinement profond, des graminées pérennes et des arbres déposent du carbone directement là où les conditions favorisent un stockage durable.
Une étude de long terme sur la répartition verticale du carbone illustre à quel point la contribution d’une plante au réservoir profond dépend de l’endroit où ses racines s’arrêtent réellement.
L’amélioration variétale pour obtenir des cultures aux racines plus longues fait partie des options. La revue évoque aussi l’intégration, en rotation, de graminées pérennes dans des systèmes dominés par des annuelles à enracinement superficiel, afin de donner au sol une connexion plus durable avec son propre sous-sol.
Enterrer le carbone volontairement
La revue examine aussi des approches plus directes. L’inversion mécanique des horizons peut enfouir une couche arable riche en carbone dans le sous-sol, en la plaçant dans une zone où elle a moins de chances d’être perdue.
Des essais ont évalué l’enfouissement en profondeur de biochar, de compost et de paille hachée sur différents sites expérimentaux.
Certaines études ont fait état de hausses du carbone du sous-sol de 29 à 51 % en seulement quelques années.
L’incorporation d’argile dans des sous-sols sableux pourrait offrir au carbone enfoui des surfaces de fixation, en reproduisant la protection naturelle observée dans les profils riches en argiles.
Les aspects économiques restent toutefois incertains, tout comme les effets à long terme.
Ce que le terrain y gagne
La nouveauté de cette revue tient à la vision d’ensemble, à l’échelle mondiale. Environ la moitié du carbone des sols se situe sous la couche que presque tout le monde mesure, et son devenir dépend de facteurs très différents de ceux qui gouvernent la terre arable.
« For decades, our carbon accounting has been surface-level, often stopping at 30 centimeters, » a déclaré Bolan.
Selon son équipe, cette moitié « manquante » assurait en silence une part essentielle du stockage à long terme.
Pour les marchés du carbone, cela implique que des dispositifs fondés sur des prélèvements à 30 cm passent à côté d’énormes stocks de carbone stable.
Ces résultats relancent la question : des mesures plus profondes et des cultures à enracinement plus profond peuvent-elles changer les calculs des stratégies climatiques basées sur les sols ?
Côté modélisation climatique, l’étude remet en cause l’idée selon laquelle le carbone du sol le plus exposé au réchauffement se trouverait surtout près de la surface. Au contraire, les réserves profondes pourraient être plus vulnérables que ce que les scientifiques supposaient.
Les conclusions sont publiées dans la revue Carbon Research.
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