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Les feux de végétation ont fortement influencé l’évolution du climat

par Administrateur Un - 22 juin 2011 - ( maj : 22 juin 2011 )

Une équipe franco-américaine de chercheurs du Laboratoire de glaciologie et géophysique de l’environnement (LGGE) de Grenoble et de l’Université américaine de Stony Brook vient de lever le voile sur l’évolution séculaire à grande échelle des feux de végétation dans l’hémisphère sud. Leurs travaux publiés ce jour dans Science Express révèlent en effet qu’au cours des 650 dernières années, les émissions de ce gaz trace par les feux de végétation dans l’hémisphère sud ont connu de fortes variations, en lien avec l’évolution climatique.

Qu’ils soient d’origine naturelle ou humaine, les feux de végétation constituent un élément essentiel du fonctionnement des enveloppes superficielles de la Terre. Ils affectent la composition de l’atmosphère par l’émission de nombreux gaz chimiquement réactifs comme les oxydes d’azote, le monoxyde de carbone et les composés organiques volatils, mais aussi par l’émission de suies à l’état particulaire. Ils contribuent également à l’évolution du bilan radiatif terrestre par l’émission de gaz carbonique, de méthane et indirectement d’ozone dans la troposphère. Enfin ils participent ou affectent le fonctionnement de certains écosystèmes naturels.

L’évolution temporelle des feux de végétation peut être reconstituée à l’échelle globale depuis 1995 grâce aux données satellites. Pour les dernières décennies, des bases de données existent qui compilent des inventaires nationaux. Plus loin dans le temps, on peut reconstituer indirectement la fréquence et l’intensité de ces feux à l’échelle locale et sur des milliers d’années en observant les résidus de combustion (particules de suie) enregistrés par exemple dans les sédiments lacustres. Cependant, ces données demeurent très parcellaires et non représentatives à l’échelle régionale ou hémisphérique.

Pour tenter de pallier au moins partiellement ces lacunes, une équipe de chercheurs du LGGE et de l’université américaine de Stony Brook s’est intéressée à l’évolution au cours du temps de la concentration en monoxyde de carbone (CO) et des rapports isotopiques du carbone et de l’oxygène de ce gaz, mesurés dans les bulles d’air de deux carottes de glace forées en Antarctique (aux sites de D47 et de Pôle Sud).

En utilisant une nouvelle technique analytique originale et délicate, permettant d’extraire environ un milliardième de gramme de monoxyde de carbone piégé dans la glace de chaque échantillon (un kilo de glace est nécessaire pour chaque mesure), les chercheurs ont pu reconstituer pour la première fois et avec précision l’évolution combinée de la concentration et des deux rapports isotopiques oxygène-18 / oxygène-16 et carbone-13 / carbone-12 du monoxyde de carbone de l’atmosphère antarctique au cours des 650 dernières années et produire ainsi la première évaluation des changements d’intensité des feux de végétation à l’échelle de l’hémisphère sud durant cette période.

Les chercheurs ont ainsi fait plusieurs observations importantes. Ils ont mesuré que la concentration de CO au-dessus de l’Antarctique a subi de larges variations tout au long de cette période de temps. La réalisation d’un bilan isotopique précis a permis aux chercheurs de conclure que la source « feux de végétation » dans l’hémisphère sud a considérablement diminué, d’environ 50%, durant cette période de refroidissement. Ces travaux démontrent ainsi un fort couplage entre l’évolution climatique et l’ampleur des feux de végétation, au moins pour l’hémisphère sud.

Enfin, alors que l’augmentation du méthane au cours des derniers 150 ans (due aux activités humaines) devrait avoir induit un accroissement important du CO en Antarctique, ces nouvelles analyses indiquent que la concentration actuelle de CO est tout à fait comparable à celle du XIXe siècle. En revanche, le rapport isotopique oxygène-18 / oxygène-16 du CO a très fortement baissé depuis le XIXe siècle, suggérant une réduction importante de la source « feux de végétation » qui aurait pratiquement compensée l’augmentation due au méthane. Les modèles couplés climat / chimie de l’atmosphère utilisés supposent souvent, sur la base des inventaires d’émission, que globalement les feux de végétation en période préindustrielle n’émettaient que 10% du CO produit aujourd’hui par cette source, une hypothèse sérieusement remise en question par ces nouveaux travaux.

Voir en ligne : Z. Wang, J. Chappellaz, K. Park, J.E. Mak (2010). Large variations in Southern Hemisphere biomass burning during the last 650 years, Science