Article invité : La découverte d’une immense réserve de carbone sous la forêt marécageuse du Congo

Article invité de Simon Lewis, professeur en sciences de changement global à l’Université College de Londres et à l’universitéde Leeds.

Au coeur du bassin du Congo en Afrique centrale se trouve une dépression de basse altitude, connue sous le nom de Cuvette Centrale. Après celle du Pantanal au Brésil, elle abrite la plus grande terre humide tropicale au monde.

Cette semaine, dans la revue Nature, mes collègues et moi venons de publier des données scientifiques qui démontrent la présence d’une épaisse couche de tourbe auparavant inaperçue qui s’étend sous cette forêt marécageuse.

Nous estimons que la teneur en carbone de ces tourbières est l’équivalent d’environ 20 ans d’émissions liées aux énergies fossiles des États-Unis.

Carbone de sol

La tourbe est un sol organique des terres humides, constituée de matières végétales partiellement décomposées. Elle se trouve habituellement dans les milieux très frais où le matériel végétal se décompose très lentement. Lorsque cette décomposition est encore ralentie par l’engorgement, une couche de tourbe peut s’accumuler. Ce processus graduel élimine le CO2 de l’atmosphère, emmagasinant le carbone dans le sol épais et marécageux.

La quantité de carbone stockée dans la tourbe est grande. Bien qu’elle ne couvre que 3 % de la masse terrestre de la planète, la tourbe stocke un tiers du carbone de sol – environ 500-600 milliards de tonnes.

Un échantillon de tourbe des tourbières du bassin du Congo. Crédit photo : Simon Lewis.

Les sols tourbeux sont sensibles aux changements climatiques s’ils causent le dessèchement de la tourbe. Ceci va relancer le processus de décomposition, libérant le carbone stocké dans l’atmosphère. La protection des sols tourbeux – ainsi que d’autres écosystèmes qui renferment le carbone – a une importance primordiale dans le contexte des efforts mondiaux à diminuer les émissions de carbone. Et connaître l’emplacement des tourbières constitue la première étape vers leur protection.

Les forêts marécageuses

Aux températures élevées des régions tropicales, les sols tourbeux sont moins courants car la matière végétale se décompose rapidement. Toutefois, dans le cas des milieux qui sont saturés d’eau tout le long de l’année, et où l’eau est pauvre en nutriments, la décomposition se ralentit et les conditions sont propices à la formation de la tourbe dans la forêt marécageuse.

D’énormes forêts marécageuses tropicales à tourbe sont bien connues sur les îles de Bornéo et de Sumatra, en Asie du Sud-Est (pdf), et des forêts marécageuses à tourbe semblables ont été découvertes récemment dans l’Ouest amazonien. Depuis longtemps il me semble possible qu’un véritable trésor de tourbe soit enfoui sous les vastes terres humides de la Cuvette Centrale.

Fig 1a. Répartition des terres humides dans la Cuvette Centrale en Afrique (en vert)

Cependant, il y avait très peu de renseignements solides sur lesquels nous pouvions nous appuyer. Mes collègues et moi n’avons rien trouvé dans la littérature scientifique, à l’exception de quelques rapports non officiels qui faisaient allusion à la présence de la tourbe dans le bassin du Congo. Malheureusement, ce n’étaient que des commentaires transitoires, n’ayant pas de références cartographiques, de noms de villages ou de rivières aux alentours pour localiser et vérifier l’existence de la tourbe, son épaisseur ou sa teneur en carbone.

Même si les satellites ne sont pas capables de détecter la tourbe, ils peuvent néanmoins révéler des zones forestières marécageuses où l’existence de la tourbe est probable. En 2012, en utilisant des données satellitaires optiques et radars, nos recherches nous ont conduits aux marécages du nord de la République du Congo et là – avec nos partenaires congolais – nous avons découvert des preuves de l’existence de la tourbe pour la première fois.

Cette découverte nous a fourni des données sur lesquelles nous pouvions nous appuyer.  Désormais nous savions qu’il était possible d’identifier d’éventuels milieux tourbeux à partir de données satellitaires. La prochaine étape consistait à optimiser nos recherches et mettre à l’essai nos hypothèses concernant les sites où nous devrions et ne devrions pas trouver de la tourbe.

Le trekking à travers le Congo

Les travaux de terrain n’étaient pas faciles. L’échantillonnage de sols dans les marécages pose de nombreux défis – on faisait du camping sur la terre ferme et le trekking chaque jour pour se rendre aux sites d’échantillonnage. Au départ nous n’avions guère exploré la zone, et les couches de tourbe étaient d’une faible profondeur – souvent près d’un mètre.

Conduite par le premier auteur de la publication, Greta Dargie, dont j’assurais la supervision de la thèse doctorale, l’équipe a parcouru 40 000 kilomètres carrés dans le nord de la République du Congo. Avec l’aide des villageois locaux qui nous ont accueillis pendant les travaux de terrain, nous avons abandonné la terre ferme pour faire du camping dans le marécage. En 2014, nous sommes arrivés à mi-chemin entre les deux rivières principales de la région, l’Oubangui et la Likouala-aux-herbes, le site d’un vaste marécage, où nous avons prélevé des échantillons de tourbe à tous les 250m pendant 30 kilomètres. La tourbe allait en s’approfondissant, jusqu’à une épaisseur de 5,9 mètres.

Dès lors, nous étions certains qu’une couche continue de tourbe était présente au fond des énormes bassins superficiels entre les deux rivières, et que la tourbe atteignait des profondeurs considérables.

La datation radiocarbone nous a fait savoir que la tourbe la plus ancienne avait 10 600 ans. Cela signifiait qu’elle s’est accumulée immédiatement après la fin de la dernière glaciation. Lorsque la terre s’est réchauffée, l’Afrique centrale s’est humidifiée, remplissant d’eau les bassins peu profonds et laissant s’accumuler la tourbe.

Des capteurs qui suivaient le niveau de la nappe phréatique dans le marécage nous ont fait savoir par ailleurs que le débordement des rivières n’alimentait pas d’eau les tourbières. Au contraire, il semble que les tourbières soient exposées aux caprices de la précipitation.

Après avoir collecté des données de centaines de sites, nous sommes enfin arrivés à comprendre les caractéristiques des terres, de la végétation et de la tourbe. Nos découvertes ont montré que la tourbe n’est présente que sous deux types de végétation : la forêt marécageuse feuillue, et la forêt marécageuse dominée par une espèce unique de palmier. Tous les deux types de végétation sont saturés tout le long de l’année.

En utilisant les images satellitaires, nous avons cartographié ces types de forêts à travers toute la région afin de déterminer les limites des tourbières du bassin du Congo. La carte ci-dessous illustre les limites. Les ombres colorées montrent la probabilité de localiser chaque type de végétation dans chaque endroit.

Dargie Fig1c. Représentation cartographique de la composition des tourbières du Congo.

La tourbe couvre une superficie de 145 500 kilomètres carrés, ce qui est étonnant. Dans l’ensemble, les terres humides de la Cuvette Centrale occupent près de 10 % du bassin du Congo. Dès lors nous savons que la tourbe est présente sur environ 40 % de toute l’étendue des terres humides de la Cuvette Centrale.

Le changement climatique

En combinant cette superficie avec les mesures que nous avons prises de l’épaisseur de la tourbe, ainsi que nos mesures de laboratoire de sa teneur en carbone, nous estimons qu’en termes de carbone,  la tourbe de la Cuvette Centrale en renferme 30,6 milliards de tonnes. La zone est d’une richesse exceptionnelle en carbone.

En d’autres termes, alors que la tourbe ne couvre que 4 % de l’ensemble du bassin du Congo, elle stocke à peu près la même quantité de carbone que la biomasse aérienne présente dans 96 % de la superficie forestière restante.

Mais, ce carbone, est-il vulnérable ? Heureusement la région n’est pas menacée par le drainage à des fins agricoles industrielles, à la différence de nombreuses tourbières de l’Asie du Sud-Est. Pourtant les compagnies pétrolières se concentrent sur l’exploration des énergies fossiles dans les dernières zones du monde qui restent.

En ce qui concerne le changement climatique, étant donné que les tourbières s’alimentent en eau de pluies, il en résulte qu’une réduction des précipitations, ou une hausse des évaporations du fait de l’augmentation de la température pourrait diminuer la saturation en eau. Cela pourrait alors permettre à la tourbe de se décomposer et de libérer son carbone.

Il est difficile de prévoir si les 30 milliards de tonnes de carbone dans les tourbières du bassin du Congo resteront hors de l’atmosphère en raison des impacts climatiques. Il existe peu de stations météorologiques dans la région, la région centrale du Congo a été négligée par les modélisateurs, et les projections climatiques pour les précipitations ne sont pas cohérentes.

Toutefois, nous espérons que nos nouvelles découvertes conduiront à d’importants investissements scientifiques dans la région. Cela nous permettra de faire de meilleures estimations des stocks de carbone, de comprendre à quel point la tourbière est vulnérable à toute réduction future des précipitations, et ce que ces régimes de précipitations sont susceptibles d’être dans le siècle présent où le monde est plus chaud.