Étudier l'érosion passée des sols pour prédire ses conséquences futures sur le climat

Notre planète est devenue un système tellement interconnecté que lorsqu'un pays rencontre un problème, il est rarement le seul dans ce cas. C'est particulièrement vrai lorsque ce problème concerne la demande croissante en ressources alimentaires : tous les pays sont alors touchés. Les risques géopolitiques engendrés font partie des sujets qui motivent les recherches du Dr Jean-Philippe Jenny. Sa mission consiste à comprendre l'impact des activités humaines sur l'érosion des sols sur l'ensemble de la planète, ainsi que ses conséquences sur les ressources alimentaires et le changement climatique. La construction de barrages, l'agriculture intensive ou la déforestation sont autant d'activités humaines qui contribuent à la mobilité des sols et à leur déplacement au travers des cours d'eau. Ces activités peuvent détériorer la qualité des terres agricoles, avec également des conséquences sur le cycle du carbone, via le déplacement du carbone stocké dans le milieu naturel. Pour prédire les futurs taux d'érosion des sols avec précision, le Dr Jenny doit avant tout déterminer leurs taux passés. Puisque les mesures disponibles concernant le déplacement des sols portent sur les dernières années uniquement, il aura recours aux informations enregistrées dans les sédiments lacustres, des archives de terres accumulées au fil du temps par l'érosion.

Bien que des modèles numériques existent représentant les processus d'érosion des sols, ceux-ci ne prennent pas en comptent une dynamique changeante : l'influence à long terme des activités humaines. À travers une approche interdisciplinaire, le Dr Jenny associera, pour la première fois, des modèles prédictifs d'écosystèmes à des données passées collectées par l'intermédiaire des sédiments lacustres. Il pourra ainsi déterminer l'impact des 100 dernières années d'intervention humaine en milieu naturel. S'aidant de bases de données en libre accès concernant les sédiments lacustres, le climat et l'utilisation des sols en Europe, il analysera les effets des activités humaines (grandes constructions, agriculture et urbanisation) sur le taux d'érosion au fil du temps. À travers des échantillons prélevés sur des lacs des six continents, il pourra mieux comprendre l'érosion dans le cadre d'environnements très divers, et quantifier la dynamique conduisant à la perte de terres agricoles. Ces travaux aboutiront à la création de la première base de données à haute résolution sur la composition minérale et organique pour l'étude des archives lacustres, de l'échelle régionale à l'échelle mondiale.

Les données collectées permettront également au Dr Jenny d'explorer l'impact de l'érosion des sols sur le cycle du carbone. Le carbone est stocké dans la terre, suite, par exemple à la décomposition de matière organique. Lorsque la terre est transportée, le carbone qu'elle contient peut se retrouver dans des sédiments lacustres ou être libéré dans l'atmosphère, ce qui peut contribuer au changement climatique. Ce procédé reste pourtant largement méconnu et les modèles du cycle du carbone ne tiennent généralement pas compte du rôle de l'érosion et des cours d'eau. L'objectif du Dr Jenny est de savoir si l'érosion des sols augmentera le transfert de carbone, avec un impact sur le cycle du carbone. « Les archives sédimentaires prélevées dans les lacs nous donnent des informations sur la production et l'émission de carbone depuis le lac lui-même vers l'atmosphère, explique-t-il, mais elles nous indiquent aussi la quantité de carbone provenant des sols. Nous pouvons donc savoir si certaines activités comme l'agriculture ou l'exploitation forestière sont associées à un taux élevé de transport du carbone. Si c'est le cas, il s'agit d'un facteur non pris en compte dans les modèles actuels de cycle du carbone. »

En associant les sciences de l'environnement aux sciences de la Terre, le Dr Jenny pourra mettre au point les outils nécessaires à une meilleure évaluation du cycle du carbone à de multiples échelles. Enfin, il sera en mesure d'intégrer les liens découverts entre perte de sols et stockage du carbone dans des modèles d'écosystèmes. Ce projet l'aidera également à connaître les principales causes d'érosion des sols, ce qui constituera un premier pas vers la protection des terres cultivées tout en réduisant les conséquences sur le cycle du carbone. Alors que le changement climatique devrait augmenter l'érosion des sols en apportant son lot de phénomènes météorologiques extrêmes, comme des pluies torrentielles et des épisodes de sécheresse, les prévisions indiquent que la demande mondiale en ressources alimentaires doublera au cours des cinquante prochaines années. Aucun pays ne pourra se permettre d'ignorer cette réalité, et les travaux du Dr Jenny pourront peut-être fournir des outils pour y faire face.

Titre scientifique : Reconstruction des taux de modification de l'érosion des sols au niveau mondial et ses effets sur le cycle du carbone

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