En 2100, les plantes consommeront considérablement plus d’eau qu’aujourd'hui
En raison de l'augmentation des émissions de CO2 et du réchauffement planétaire, les plantes pousseront pour devenir plus grandes et auront donc plus de temps pour assécher les terres. Une très mauvaise nouvelle pour nos ressources en eau.
Les effets combinés de l'augmentation des niveaux de CO2 et des températures amplifieront la consommation d'eau par les végétaux, ce qui mènera à une baisse des niveaux d'eau dans les fleuves et rivières comme c'est le cas pour du fleuve Ashepoo en Caroline du Sud ici photographié.
D'ici la fin du siècle, les plantes pourraient consommer considérablement plus d'eau, une surconsommation qui appauvrira les réserves hydriques des populations vivant en Amérique du Nord, en Europe et en Asie centrale, et ce, même s'il pleut ou neige davantage ; c'est ce qu'affirme une nouvelle étude publiée le 4 novembre dans la revue Nature Geoscience.
Les plantes sont les principaux régulateurs du cycle de l'eau, elles sont responsables de 60 % du transfert d'eau entre les terres et l'atmosphère. Une étude s'est récemment proposée de démontrer comment le changement climatique influe sur ce cycle vital de différentes façons.
« Les plantes agissent comme une paille pour l'atmosphère, elles constituent le principal canal de circulation de l'eau entre la terre et l'atmosphère, » indique le géographe du climat et auteur principal de l'étude Justin Mankin, rattaché au Darmouth College.
Sans une réduction massive des émissions de dioxyde de carbone dans les prochaines décennies, la température mondiale moyenne augmentera de 4 à 6 degrés Celsius et le CO2 atmosphérique aura quasiment doublé d'ici la fin du siècle. Dans une serre, ces futures conditions reviendraient à augmenter le chauffage tout en injectant une bonne dose de CO2. Le résultat ? Une explosion de la croissance des plantes, en supposant que les nutriments ne viennent pas à manquer. Une telle croissance effrénée diminuera considérablement les réserves en eau dont nous dépendons, expliquait Mankin dans une interview.
Le changement climatique affecte la croissance des plantes suivant trois axes. Premièrement, à mesure que les concentrations en CO2 augmentent, les plantes ont besoin de moins d'eau pour leur photosynthèse. Pendant longtemps, nous avons supposé que cet effet largement documenté aurait pour impact d'augmenter les réserves d'eau douce dans les sols et les rivières, c'était sans compter sur le contre-effet suivant : une planète qui se réchauffe est synonyme de saisons de croissance plus chaudes et plus longues, ce qui donne aux plantes plus de temps pour grandir et consommer de l'eau, tout en asséchant les terres.
Les chercheurs ont à présent démontré un troisième effet : des niveaux de CO2 plus élevés impliquent une intensification de la photosynthèse. Dans cet environnement plus chaud et riche en CO2, les plantes deviennent plus grandes et plus feuillues. Cela signifie que lorsqu'il pleuvra, il y aura bien plus de feuilles mouillées et la surface d'évaporation sera démultipliée. Les modèles informatiques montrent qu'une telle amplification de l'évaporation foliaire, également connue sous le nom de transpiration végétale, ont un effet notable sur le ruissellement et l'humidité des sols, indique Mankin.
L'équipe de Mankin a utilisé 16 modèles climatiques différents avec des données historiques pour toute une série de variables parmi lesquelles les précipitations, la transpiration végétale, l'évaporation au niveau du sol, l'indice de surface foliaire (ISF), etc., afin de reproduire avec fidélité les conditions passées. Les variables climatiques futures telles que la température ambiante et les niveaux de CO2 ont été intégrées pour déterminer la façon dont elles affecteraient le cycle global de l'eau.
Partout sur la planète, dans un monde plus chaud et riche en CO2, les plantes consommeront davantage d'eau, mais dans les régions tropicales et nordiques les modèles prévoient que les précipitations seront suffisantes pour contrebalancer l'excès de croissance végétale, révèle Mankin.
En bref, le message à retenir est le suivant : les effets combinés de l'enrichissement en CO2 et du réchauffement planétaire augmenteront la consommation en eau des végétaux, ce qui mènera à une diminution des niveaux d'eau dans les fleuves et rivières des moyennes latitudes, notamment en Amérique du Nord, en Europe et en Asie centrale.
UNE MAUVAISE NOUVELLE POUR L'EAU
La communauté scientifique se demande depuis fort longtemps si l'impact de l'augmentation des niveaux de CO2 sur les plantes aura pour effet d'augmenter les réserves hydriques terrestres, témoigne Peter Gleick, expert mondialement réputé dans le domaine de l'eau et ex-président du Pacific Institute dont les travaux s'intéressent aux problèmes mondiaux de l'eau.
« En modélisant avec précision la croissance générale de la biomasse, notamment en y intégrant la canopée, [l'étude aboutit] avec force à la conclusion inverse et annonce donc une mauvaise nouvelle : l'augmentation des niveaux de CO2 et le changement climatique associé n'amélioreront pas la disponibilité en eau, au contraire, » commente Gleick, non impliqué dans l'étude.
Ce résultat est « presque à coup sûr une mauvaise nouvelle pour l'Ouest des États-Unis, » poursuit-il
De précédentes études climatiques ont estimé à 80 % le risque qu'une méga-sécheresse s'étalant sur 35 ans ou plus frappe le Sud-Ouest des États-Unis et les Grandes Plaines à l'horizon 2100 si les émissions de CO2 se poursuivent au rythme actuel. Une restriction modérée des émissions ne réduira ce risque que de 20 points de pourcentage. Gleick précise par ailleurs que ce modèle de méga-sécheresse ne tient pas compte des nouvelles découvertes sur la façon dont les changements de végétation pourraient aggraver les conditions.
Rien qu'à l'heure actuelle, l'atmosphère est plus riche en CO2 et le climat plus chaud. Selon Mankin, les satellites ont déjà apporté des preuves qui montrent une augmentation considérable de la végétation ces 40 dernières années. Même si les saisons de croissance sont en train s'allonger, Gleick précise qu'il est difficile de dire si cette récente végétalisation de la Terre est entièrement due au changement climatique car l'Homme a énormément altéré le paysage au cours du siècle dernier.
LE CO2 CONTINUE SUR SA LANCÉE
Pendant au moins 800 000 ans, la concentration atmosphérique en CO2 était comprise entre 180 et 290 parties par million (ppm). Ces derniers 10 000 ans, elle a stagné autour des 280 ppm jusqu'à la démocratisation de l'utilisation du charbon déclenchée par la révolution industrielle.
Les mesures actuelles indiquent un niveau de CO2 égal à 421 ppm au mois de septembre de cette année, soit 47 % de plus qu'à l'époque préindustrielle. La dernière fois que les niveaux de CO2 ont dépassé les 400 ppm, il y a 16 à 25 millions d'années, la planète et son climat étaient très différents.
Les niveaux de CO2 augmentent au rythme de 2 ppm par an. Avec l'utilisation continue du charbon, du gaz et de du pétrole, les niveaux pourraient atteindre les 560 ppm d'ici 2100. Dans ces conditions, les modèles informatiques prévoient que les sécheresses se produiront plus rapidement, dureront plus longtemps et deviendront plus sévères aux latitudes moyennes, même lorsque les précipitations atteindront un niveau normal, nous informe Mankin.
La pénurie d'eau est déjà un problème majeur avec quatre milliards de personnes souffrant d'une rareté extrême de la ressource en eau au moins un mois par an, selon une étude publiée en 2016. Toute annonce d'une plus ample réduction des réserves en eau est, bel et bien, une mauvaise nouvelle. Cela reste vrai pour un pays comme les États-Unis, conclut-il, où les populations allant du Sud-Ouest à Détroit subissent déjà un stress hydrique.
Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.
