English

Accueil > Toutes nos actualités > Faits marquants > Une augmentation surprenante des émissions de composés organiques par la végétation en Europe




Rechercher

Terre Univers Environnement

Une augmentation surprenante des émissions de composés organiques par la végétation en Europe

par assistant com’ - 25 avril 2013 ( maj : 30 avril 2013 )

Grâce à l’analyse de différentes couches de glace du Mont Blanc, une équipe franco-allemande, comprenant notamment des chercheurs du LGGE, viennent de montrer que la teneur atmosphérique estivale en particules carbonées avait triplé entre les années 1940 et les dernières décennies. Rien d’étonnant à cela, pourrait-on penser. Et pourtant, ils ont également montré que cette augmentation n’est pas due à l’utilisation des combustibles fossiles mais aux émissions de composés organiques par la végétation !

JPEG - 153.5 ko
Carotte extraite près du socle rocheux situé à environ 120 m de profondeur.
© LGGE/OSUG, Bruno Jourdain

Depuis une trentaine d’années, les émissions européennes en dioxyde de soufre (SO2) sont en baisse grâce à la diminution de la consommation des combustibles fossiles que sont le charbon et le fioul et à l’utilisation croissante de combustibles à basse teneur en soufre. Une bonne nouvelle, car le dioxyde de soufre est responsable de la pollution atmosphérique particulaire en composés soufrés, laquelle se présente sous la forme de particules submicroniques de sulfate. Or, si les particules submicroniques ont un effet bénéfique sur le réchauffement climatique en rétrodiffusant le rayonnement solaire, les particules submicroniques de sulfate sont très irritantes et nocives pour la santé (inhalation jusqu’aux alvéoles pulmonaires).

Néanmoins, les récentes campagnes de mesure de la pollution particulaire globale montrent que les composés carbonés représentent maintenant une part importante de l’aérosol submicronique. Cette relative abondance est-elle due à la baisse des sulfates et/ou à une augmentation récente de la pollution carbonée ?

Pour tenter de répondre à ces questions, un programme bilatéral franco-allemand [1] a été lancé avec pour objectif, entre autres, de reconstruire l’évolution au cours du XXe siècle de la pollution particulaire en Europe, en particulier de sa composante carbonée, à partir de l’étude de la composition chimique de la glace du Mont Blanc qui a enregistré cette pollution au fil des ans.

JPEG - 180.1 ko
Tente de forage installée au Col du Dôme (4250 m) au pied du sommet du Mont Blanc.
© LGGE/OSUG, Bruno Jourdain

Pour faire parler cette glace, des chercheurs du LGGE et de l’IUP ont mesuré les teneurs en carbone organique dissous (DOC) contenu dans différentes de ses strates, dont ils ont pu déduire [2] la teneur en particules carbonées submicroniques de l’atmosphère passée. Ils ont également analysé la signature en carbone 14 de ce DOC afin de distinguer [3] le carbone issu de la biomasse de celui provenant des combustibles fossiles.
Ils ont ainsi pu montrer que la teneur atmosphérique estivale en particules carbonées submicroniques avait triplé entre les années 40 et les dernières décennies et, résultat surprenant, que cette augmentation n’est pas due à l’utilisation des combustibles fossiles, ni aux feux de forets, mais aux émissions de la végétation.

JPEG - 123.3 ko
Évolution des teneurs en carbone organique dissous (DOC) et en sulfate (SO42-) des couches de glace estivales déposées au Mont Blanc depuis 1920.
Adapté de Legrand et al. (2013).

Le métabolisme des végétaux produit en effet de grande quantité de composés organiques volatils (COVs), lesquels sont des précurseurs des particules carbonées submicroniques. Les forêts de résineux par exemple émettent beaucoup d’alpha-pinène, un constituant de la résine de pin à l’odeur caractéristique, qui est un précurseur majeur de ces particules. Le fort renforcement des émissions de COVs par la végétation en Europe que suggère cette étude peut avoir trois causes, indirectement liées aux activités humaines :

  • l’augmentation sensible en Europe, depuis le XIXe siècle, du couvert végétal qui est passé par exemple en France de 11 millions d’hectares en 1950 à 16,3 millions d’hectares en 2009 ;
  • un accroissement de la biomasse végétale dû à l’augmentation du gaz carbonique atmosphérique et de la température ambiante, tous deux stimulant la photosynthèse des végétaux
  • une augmentation (à biomasse constante) du flux d’émission de COVs vers l’atmosphère par la biomasse végétale due à l’augmentation de la température ambiante.

Par ailleurs, l’évolution de la composition chimique de l’atmosphère induite par les activités humaines (émissions d’oxydes d’azote et production photochimique d’ozone liées aux émissions véhiculaires, acidification de l’atmosphère) peut [4] aussi avoir augmenté l’aptitude de ces COVs à former des particules carbonées submicroniques.
Malgré un degré de sophistication de plus en plus poussé, les modèles actuels ne permettent pas encore de quantifier précisément ces multiples impacts de l’homme sur les émissions biogéniques présentes et futures et sur leur devenir dans l’atmosphère, dont cette étude montre qu’ils ne sont pas mineurs.

De cette étude il ressort finalement, qu’aux deux grands types de "services" que l’on prête à la forêt dans la problématique de l’atténuation du changement climatique, à savoir stocker le gaz carbonique par photosynthèse et fournir des bioproduits en substitution à d’autres matériaux, commence à s’ajouter une production accrue de particules organiques submicroniques qui ont un effet bénéfique sur le réchauffement climatique en rétrodiffusant le rayonnement solaire.

Contact scientifique local
- Michel Legrand, LGGE-OSUG : legrand@lgge.obs.ujf-grenoble.fr, 04 76 82 42 43

Cette actualité est également relayée par
- l’Institut National des Sciences de l’Univers du CNRS - INSU
...

Sources

  • Legrand, M.1, S. Preunkert1, B. May2, J. Guilhermet1, H. Hoffmann2, and D. Wagenbach2, Major 20th century changes of the content and chemical speciation of organic carbon archived in Alpine ice cores : implications for the long-term change of organic aerosol over Europe, J. Geophys. Res., doi : 10.1002/jgrd.50202, 2013.
    Lire l’article
    1 UJF-Grenoble 1/CNRS, Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement (LGGE) UMR 5183, Grenoble, France
    2 Institut für Umweltphysik, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany
  • May, B.1, D. Wagenbach1, H. Hoffmann1, M. Legrand2, S. Preunkert2, and P. Steier3, Constraints on the major sources of dissolved organic carbon in Alpine ice cores from Radiocarbon analysis over the bomb peak period, J. Geophys. Res., doi : 10.1002/jgrd.50200, 2013.
    Lire l’article
    1 Institut für Umweltphysik, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany
    2 CNRS/UJF – Grenoble 1, Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement (LGGE) UMR 5183, Grenoble, France
    3 Vienna Environmental Research Accelerator (VERA), Fakultät für Physik – Isotopenforschung, Universität Wien, Wien, Austria

[1Il s’agit du programme "Production d’aérosol organique secondaire dans la basse troposphère libre en Europe de l’Ouest" qui a été soutenu conjointement par la DFG et le CNRS-INSU.

[2Le DOC provient en effet essentiellement des gaz organiques solubles dans l’eau et des particules carbonées submicroniques dont la plupart sont solubles dans l’eau, deux origines que les chercheurs ont pu séparer.

[3Le carbone 14 est un isotope du carbone qui se désintègre en quelques milliers d’années. Il est donc présent dans la biomasse mais plus dans les combustibles fossiles qui sont beaucoup plus anciens.

[4Hoyle, C.R., and 11 others, A review of the anthropogenic influence on biogenic secondary organic aerosol, Atmos. Chem. Phys., 11, 321-343, doi:10.5194/acp-11-321-2011, 2011.

Dans la même rubrique :


       

Crédits et mentions légales | Contact | Plan du site | © OSUG - 2017