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Posté par Isabelle le Jeudi 13/04/2017 à 00:00
Photosynthèse des plantes terrestres: +30% au 20ème siècle

Un regard sur l'augmentation de l'activité photosynthétique des plantes terrestres au cours du XXème siècle au travers des archives glaciaires de l'oxysulfure de carbone (OCS) atmosphérique. Crédits: University of California Merced / NASA
Quand l'évolution atmosphérique d'un composé soufré nous renseigne sur la capacité des plantes à capter le dioxyde de carbone libéré par les êtres humains.

Le dioxyde de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) (CO2) atmosphérique est un substrat essentiel qui permet aux plantes terrestres de croître, la photosynthèse (La photosynthèse (grec φῶς phōs, lumière et σύνθεσις sýnthesis, composition) est le processus bioénergétique qui permet aux plantes et...) étant le mécanisme biochimique via lequel ce gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de...) est assimilé par les plantes. En s'appuyant sur des simulations informatiques et des mesures, dans les glaces de l'Antarctique (L'Antarctique (prononcé [ɑ̃.taʁk.tik] Écouter) est le continent le plus méridional de la Terre. Situé au...), de l'évolution atmosphérique d'un composé soufré (OCS) analogue au CO2, une équipe de scientifiques américains et européens, coordonnée par un chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur...) de l'Université de Californie (L'université de Californie est une université américaine, fondée en 1868, dont le siège se trouve à Berkeley (Californie), comprenant dix campus...) à Merced, a mis en évidence un aspect méconnu de l'action à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte une échelle...) de l'être humain sur la nature puisque l'assimilation du CO2 par les plantes a cru d'environ 30% au cours du XXème siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une génération humaine et faisait 33 ans 4 mois (d'où...). Leurs travaux ont été publiés dans Nature, le 6 avril 2017.

L'oxysulfure de carbone (OCS) est le composé soufré gazeux le plus abondant de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) de notre planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre hydrostatique,...), même si sa concentration est très faible, de l'ordre de 500 pptv (soit 0,00000005 % du réservoir atmosphérique). Ce composé intéresse les scientifiques parce qu'il se comporte comme le CO2: il est assimilé par les plantes de la même façon que le CO2, au moment de la photosynthèse, et les variations de sa teneur dans l'atmosphère pourraient nous permettre d'en savoir plus sur l'évolution de la photosynthèse au cours des dernières décennies.

Les prélèvements d'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il...) réalisés à la fois dans les bulles emprisonnées dans les glaces de l'Antarctique et dans l'atmosphère au-dessus de ce continent (Le mot continent vient du latin continere pour « tenir ensemble », ou continens terra, les « terres continues ». Au sens propre, ce terme désigne...) ont permis de reconstituer depuis la moitié du XVIIIème siècle jusqu'à nos jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son...) les variations de la teneur atmosphérique de l'OCS. Incontestablement à la hausse (+70% en plus de deux siècles) en raison des émissions industrielles d'OCS, issues de la combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la combustion est vive, elle se traduit par une flamme voire une explosion.) du charbon, de la fabrication de l'aluminium (L'aluminium est un élément chimique, de symbole Al et de numéro atomique 13. C’est un élément important sur la Terre avec 1,5 % de la masse totale.) et de la viscose, la tendance s'est inversée depuis les années 1990.

En recherchant la meilleure combinaison (Une combinaison peut être :) possible de puits et de sources d'OCS, permettant d'expliquer la tendance atmosphérique observée, les auteurs de l'article publié dans la revue Nature, dont plusieurs scientifiques du Laboratoire des Sciences du Climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps...) et de l'Environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les...) (LSCE), ont montré qu'il fallait associer aux émissions industrielles une forte augmentation du puits d'OCS lié à la photosynthèse des plantes terrestres. Ils en concluent que la production primaire brute des végétaux s'est trouvée stimulée à l'échelle globale dans des proportions voisines de +30% en un siècle en réponse à l'augmentation du CO2 et au changement climatique qui en résulte. Cette stimulation (Une stimulation est un événement physique ou chimique qui active une ou plusieurs cellules réceptrices de l'organisme. La cellule traduit la stimulation par un potentiel d'action, qui est transmis...) de la production primaire brute par le CO2 explique donc en grande partie le fait que les plantes soient capables de capter aujourd'hui environ un quart de nos émissions anthropiques de CO2.

Ce nouveau résultat va permettre de mieux contraindre les modèles numériques qui calculent l'évolution conjointe du climat et du cycle du carbone en réponse aux émissions anthropiques de CO2, donc de mieux contraindre les projections climatiques. En effet, la façon dont la photosynthèse répond aux variations du CO2 atmosphérique est l'un des termes les plus incertains prescrits dans ces simulations de changement climatique, l'oxysulfure de carbone nous aide donc à réduire cette incertitude.

Cette capacité des plantes à absorber plus de CO2 au cours du vingtième siècle ne présage pas forcément de l'avenir puisque des facteurs susceptibles de limiter l'effet fertilisant du CO2 atmosphérique ont récemment été identifiés.

Référence publication:
Large historical growth in global terrestrial gross primary production, Nature, 544, 84–87, 6 avril 2017.

Contacts chercheurs:
- Sauveur BELVISO, LSCE/IPSL
- Laurent BOPP, LMD/IPSL

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Source: CNRS-INSU