Le projet Carbama est financé par

Problématique scientifique

La région Amazonienne est au cœur des préoccupations des scientifiques du climat car elle renferme le plus grand réservoir de carbone vivant sur Terre et participe donc à la régulation des concentrations en gaz à effet de serre dans l'atmosphère. L’évolution de ce réservoir affecte et affectera significativement le climat de la planète [1]. Il est aujourd’hui modifié par une combinaison de processus naturels et anthropiques complexes qui influencent le recyclage et le stockage de carbone dans les forêts et les sols et donc, les teneurs en CO2 dans l’atmosphère. Il subsiste de fortes incertitudes sur la taille et la distribution des flux nets de carbone entre l’atmosphère et le bassin amazonien. On pense aujourd'hui que la déforestation pourrait être en partie compensée par de la reforestation et par une stimulation de la production primaire du fait du changement global, mais sans qu'il soit encore possible aujourd'hui d'en établir un bilan précis. Selon les différentes approches et méthodologies, la biomasse forestière pour l’ensemble du bassin amazonien pourraient enregistrer une perte nette de 0.5 PgC.an-1 (10^15 g.an-1), ou un gain net de 0.6 PgC.an-1. [1;2]. Pour comparaison, les émissions industrielles mondiales étaient de 7 PgC.an-1 en 2005 [3]. Ces estimations ne tiennent pas compte des écosystèmes aquatiques, qui couvrent environ 15% de la superficie du bassin Amazonien [4]. Parce qu’ils se situent à l’interface entre la terre, les océans et l’atmosphère, les systèmes fluviaux jouent aussi un rôle fondamental dans les processus de contrôle du stockage de CO2 atmosphérique (Figure 1). Ils sont alimentées continuellement par du carbone terrestre ; ils agissent comme des sources de carbone pour l’océan et aussi pour l’atmosphère, à travers un processus de dégazage de CO2.

Figure 1

Les fonctions des systèmes fluviaux dans le cycle global moderne du carbone. Le carbone provenant en majorité des sols et des forêts est ensuite dégazé vers l'atmosphère, capté par la végétation aquatique, stocké dans les sédiments ou exporté vers l'océan.

 

Une étude récente évalue à environ 0.5 PgC.an-1 le dégazage de CO2 par le système fluvial amazonien, un chiffre un ordre de grandeur supérieur à ce que l’on pensait précédemment, lorsque l’on ne considérait que l’exportation à l’océan [4]. Une telle perte de carbone pour la forêt à travers le milieu aquatique est difficile à concilier avec les études en Terra Firme, et avec les observations atmosphériques dans la région [5]. De plus, l’origine de ce carbone qui dégaze dans la rivière est encore inconnue et une autre étude récente a révélé qu’il s’agissait de carbone jeune, beaucoup plus jeune que la matière organique terrestre transportée dans les eaux et exportée à l’océan [6]. L’identification et la quantification de cette source est un point clé pour parvenir à concilier les bilans de carbone terrestre et aquatique du bassin amazonien. Nous avons mené ces dernières années des études préliminaires dans la région de Manaus à Santarem en mettant l’accent sur les lacs de plaines d’inondation dont les propriétés biogéochimiques sont très différentes de celles du chenal principal (Figure 2). En particulier, les conditions environnementales dans les plaines d’inondation permettent une production primaire extrêmement intense contrairement au chenal principal [7,8].

Figure 2

Le fleuve Amazone et ses lacs de plaines d’inondation. La hauteur d’eau du fleuve peut varier de 9 mètres entre la saison sèche (novembre) et la saison humide (Mai). Lors de la monté des eaux, le fleuve déborde dans ses plaines d’inondation qui ensuite lui restituent cette eau pendant la descente des eaux.

Les données préliminaires servant de point de départ du projet CARBAMA suggèrent que la production primaire des plaines d’inondation du fleuve Amazone par le phytoplankton et les radeaux de végétation, d’une part constitue un puits de CO2 atmosphérique très significatif à l’échelle du bassin et d’autre part alimente le chenal principal du fleuve en carbone organique jeune et biodégradable qui est ensuite minéralisé en CO2 et dégazé vers l’atmosphère. L’objectif central de ce projet de recherche est de tenter de comprendre et quantifier le rôle la production primaire de ces lacs dans les échanges de CO2 entre les surfaces aquatiques et l'atmosphère. Pour cela, le projet CARBAMA associe des hydrologues, des biologistes et des chimistes qui combinent des observations sur le terrain et par satellite avec de la modélisation.

  • Références bibliographiques
  • [1]. Malhi Y., Roberts J.T.,Betts R.A., Killeen T.J., Li W., Nobre C.A. (2008) Climate Change, Deforestation, and the Fate of the Amazon. Science 319: 169 – 172.
  • [2]. Houghton R. A., Skole D. L., Nobre C. A., Hackler J. L., Lawrence K. T. and Chomentowski W H. (2000) Annual fluxes of carbon from deforestation and regrowth in the Brazilian Amazon. Nature 403, 301-304.
  • [3]. IPCC (2006) IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme. Eggleston H.S., Buendia L., Miwa K., Ngara T. and Tanabe K. (eds). Published by IGES, Japan.
  • [4]. Richey JE, Melack JM, Aufdenkampe AK, Ballester VM, Hess LL (2002) Outgassing from Amazonian rivers and wetlands as a large tropical source of atmospheric CO2. Nature 416: 617-620.
  • [5]. Houghton, R. A. (2003) The Contemporary Carbon Cycle. In Treatise on Geochemistry, Volume 8. Editor: William H. Schlesinger. Executive Editors: Heinrich D. Holland and Karl K. Turekian. pp. 682. ISBN 0-08-043751-6. Elsevier, p.473-513
  • [6]. Mayorga E, Aufdenkampe AK, Masiello CA, Krusche AV, Hedges JI, Quay PD, Richey JE and Brown TA (2005) Young organic matter as a source of carbon dioxide outgassing from Amazonia rivers. Nature 436 : 538-541.
  • [7]. Bonnet M.P, Barroux G., Martinez J.M., Seyler F., Moreira-Turcq P., Cochonneau G., Melack J.M., Boaventura G., Maurice-Bourgoin L., León J.G., Roux E., Calmant S., Kosuth P., Guyot J.L., Seyler, P. (2008) Floodplain hydrology in an Amazon floodplain lake (Lago Grande de Curuaí). Journal of Hydrology 349: 18-30.
  • [8]. Junk, W.J (1997). The central Amazon floodplain : Ecology of a pulsing system, Berlin, Springer, 526 p.
Objectifs scientifiques
BILAN CARBONE