Une étude internationale révèle que plus de la moitié du CO₂ émis par les rivières provient de carbone ancien, stocké depuis des millénaires dans les sols et les roches. Cette découverte remet en question notre compréhension des bilans carbone terrestres et du rôle réel des écosystèmes continentaux dans la régulation climatique. Elle devrait également intéresser les politiques de l'eau, dont le bilan d'impact carbone est à ce jour quasiment absent.
Les processus décrits dans l'article et les modélisations des âges du carbone, extrait de l'article cité.
Les rivières jouent un rôle crucial dans le cycle global du carbone : elles ne se contentent pas de transporter du carbone vers les océans, elles en rejettent aussi sous forme de gaz à effet de serre comme le CO₂ et le CH₄. Jusqu’à présent, on pensait que ces émissions provenaient essentiellement de la respiration d’organismes décomposant de la matière végétale récente (moins de quelques décennies).
Dans cette étude, Joshua Dean et ses collègues ont rassemblé et analysé une base de données mondiale inédite portant sur la signature radiocarbone (⁽¹⁴C⁾) du carbone dissous dans les rivières. Ce marqueur isotopique permet de distinguer les sources de carbone récentes (après 1955) de celles beaucoup plus anciennes. Grâce à 1 195 mesures provenant de 67 études sur tous les continents, les chercheurs ont pu estimer l’âge du carbone émis par les rivières à l’échelle globale.
L’analyse montre que 59 % des émissions de CO₂ fluvial proviennent de carbone ancien : soit de sources millénaires (âgées de plusieurs centaines à plusieurs milliers d’années), soit de carbone dit « pétrogénique » (issu de roches et datant de plus de 50 000 ans). Cela correspond à un flux de 1,2 ± 0,3 milliards de tonnes de carbone par an, soit un ordre de grandeur comparable au bilan net de puits de carbone des écosystèmes terrestres.
Le modèle développé par les auteurs prend en compte les caractéristiques géologiques, climatiques et écologiques des bassins versants. Il montre notamment que :
- les rivières situées dans des zones sédimentaires (riches en carbonates ou matières organiques fossiles) émettent un CO₂ plus ancien,
- les zones de montagne ou les régions avec des sols profonds ou perturbés (drainage, agriculture) sont aussi associées à des émissions plus anciennes,
- les petits et grands bassins versants contribuent tous à ce phénomène, contredisant l’idée selon laquelle seules les petites rivières seraient concernées par ce recyclage du vieux carbone.
Leur approche repose sur une modélisation isotopique intégrant les contributions de trois grandes sources de carbone : récente (dite « décennale »), ancienne (dite « millénaire ») et pétrogénique (issue des roches). Pour distinguer les parts respectives, les auteurs utilisent un modèle de mélange isotopique, renforcé par une simulation Monte Carlo et une approche bayésienne indépendante. Ces outils permettent d’estimer des contributions moyennes et leur incertitude statistique.
Les auteurs reconnaissent toutefois plusieurs limites à garder à l'esprit : la base de données demeure hétérogène dans la qualité et la répartition spatiale des mesures ; certaines zones restent peu représentées, et les données anciennes sont peu nombreuses. De plus, les apports en carbone issus de l’érosion, de la respiration souterraine ou de l’activité microbienne restent complexes à isoler avec précision. Les modèles utilisés fournissent donc des estimations de premier ordre, robustes mais sujettes à révision avec de nouvelles données. Enfin, il n’est pas encore possible de déterminer si la part croissante de carbone ancien observée est liée à des perturbations humaines récentes ou à des tendances naturelles.
Ces résultats bouleversent les hypothèses classiques du cycle du carbone terrestre, qui considéraient les émissions fluviales comme un simple prolongement de la respiration des écosystèmes actuels. Si les rivières libèrent en réalité du carbone stocké depuis des millénaires, cela implique que des réservoirs supposés stables (sols profonds, roches, tourbes) perdent du carbone vers l’atmosphère, ce qui accentue indirectement l’effet de serre.
Cela pose aussi un défi aux modèles climatiques : le puits de carbone terrestre serait surestimé si l’on ne tient pas compte de cette « fuite latente ». Par ailleurs, les activités humaines (drainage, déforestation, perturbations du sol) pourraient amplifier cette libération de carbone ancien, notamment en modifiant les chemins d’écoulement de l’eau ou en accélérant l’érosion.
Enfin, les auteurs soulignent que la part croissante de vieux carbone dans les émissions fluviales pourrait indiquer un dérèglement progressif des stocks profonds, en lien avec le changement climatique.
Discussion
Cet article illustre que la recherche en science de l’environnement peut progresser en permanence, remettre en cause des schémas établis et révéler des processus insoupçonnés. La découverte du rôle central des vieux stocks de carbone dans les émissions fluviales est une surprise qui change notre regard sur les bilans globaux des gaz à effet de serre.
Ce sujet du carbone en général peine à pénétrer les politiques de gestion de l’eau, hors le sujet des zones humides. Sur de nombreux chantiers suivis par notre association, nous avons constaté que la question du cycle du carbone est quasiment absente des réflexions. Or, les choix d’aménagement des bassins versants, la restauration (ou non) de la morphologie des rivières, les pratiques de drainage, de retenues ou de remblaiement ont des effets directs sur la mobilisation ou la stabilisation de ce carbone ancien. Ignorer ces dynamiques, c’est risquer de renforcer à notre insu les émissions de gaz à effet de serre.
Référence : Dean JF et al (2025), Old carbon routed from land to the atmosphere by global river systems, Nature, 642, 105–111.
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