Il y a deux ans, 24 millions de tonnes de poussière se sont élevées au-dessus de l’Afrique pour créer un panache qui a traversé l’océan Atlantique et recouvert Porto Rico d’une patine rose. Un courant-jet inhabituellement sinueux a aidé à lancer le nuage de poussière monstrueux. Mais cette semaine, les écologistes ont identifié un autre facteur dans de telles tempêtes : la disparition de la biocroûte, un tapis microbien qui recouvre le sol des terres arides et aide à maintenir la poussière en place. “Cela colle le sable ensemble”, explique Bettina Weber, écologiste à l’Université de Graz et co-auteur de la nouvelle étude.
Piétinée par le bétail et brûlée par le changement climatique, cette colle est susceptible de s’affaiblir à l’avenir, selon les chercheurs, laissant le sol en proie au vent. L’étude sur la poussière “démontre que la perte de biocroûte dans une région du monde peut avoir des impacts étendus et lointains”, explique Rebecca Finger-Higgens, écologiste à l’US Geological Survey.
Une biocroûte est un revêtement de surface dur ou «peau», généralement de quelques millimètres d’épaisseur, contenant une communauté florissante de champignons, de lichens, de mousses, de cyanobactéries et d’autres microbes. Historiquement, les écologistes ont prêté peu d’attention aux biocroûtes, qui recouvrent les sols dans des endroits arides, semi-arides et extrêmement froids partout dans le monde. Mais les chercheurs ont réalisé que ces revêtements produisaient et transformaient les nutriments dont les organismes voisins avaient besoin pour prospérer, en particulier dans les environnements arides. Ils aident également un sol de terre sèche à conserver son peu d’humidité.
En 2018, Weber, le postdoc Emilio Rodriguez-Caballero et leurs collègues ont cartographié toutes les biocroûtes terrestres, concluant qu’elles couvrent 12 % de la surface terrestre. Ils se sont ensuite associés à des modélisateurs du climat et à des experts en poussière pour déterminer la quantité de poussière que la colle biocruste évite actuellement. Tout d’abord, les chercheurs ont compilé des données sur la quantité de vent nécessaire pour détruire la biocroûte et emporter le sol. Ils ont calculé les émissions de poussière sur 31 sites différents, puis ont introduit les résultats dans un modèle qui a prédit l’émission mondiale de poussière et son ampleur sans les biocroûtes. †[They] a utilisé une combinaison très élégante de données de terrain et de modélisation », explique Fernando Maestre, écologiste des terres arides à l’Université d’Alicante.
Les biocroûtes réduisent la poussière dans l’air de 700 millions de tonnes par an, rapportent Weber et son équipe cette semaine dans Géoscience de la nature† Cette quantité enterrerait toute la ville de New York sous 35 centimètres de poussière. L’étude “place les biocroûtes comme des acteurs clés dans la prévention des émissions de poussière à l’échelle mondiale”, déclare Maestre.
Au cours des 65 prochaines années, entre 25% et 40% de ces croûtes disparaîtront, explique Rodriguez-Caballero, maintenant à l’Université d’Almeria. Le changement climatique qui menace les organismes du sol sera responsable d’environ la moitié de la destruction ; d’autres dommages proviendront du piétinement par les humains, le bétail et les machines agricoles.
Finger-Higgens et ses collègues ont documenté l’impact du climat. Dans une enquête semestrielle à long terme sur des parcelles du parc national de Canyonlands dans l’Utah, ils ont découvert que les lichens de la biocroûte en particulier souffrent lorsque les températures augmentent. Alors que les températures de Canyonlands augmentaient de 0,27 ° C par décennie, les lichens, en particulier ceux qui aident à convertir l’azote de l’air en une forme que d’autres organismes peuvent utiliser, ont presque disparu, a rapporté l’équipe le 11 avril dans le Actes de l’Académie nationale des sciences† Avec moins d’azote, moins de plantes peuvent survivre, laissant toujours plus de sol nu et plus d’émissions de poussière, dit Finger-Higgens.
Certaines implications d’un climat plus poussiéreux ne sont pas claires, selon les chercheurs. L’impact de la poussière en suspension dans l’air sur les températures dépend en partie de la taille des particules. Les particules de poussière fournissent des noyaux pour la formation des nuages et peuvent faire fondre la neige plus rapidement. Bien que la poussière aide à transporter des nutriments importants pour la vie végétale, elle peut aggraver les problèmes respiratoires et autres problèmes de santé pour les gens.
Jusqu’à présent, on s’attendait à ce que des endroits poussiéreux comme le Sahel deviennent plus verts et moins poussiéreux car des niveaux plus élevés de dioxyde de carbone ont un effet fertilisant, mais la perte de biocroûte contrecarrera probablement ce processus dans une certaine mesure, notent Weber et ses collègues. « Biocroûte, poussière, [and] climat exercent tous une rétroaction les uns sur les autres », explique Diana Francis, scientifique de l’atmosphère à l’Université de Khalifa qui ne fait pas partie du travail.
Les modélisateurs du climat ont souvent négligé la façon dont les biocroûtes affectent la température et les précipitations, explique Michael Mann, scientifique de l’atmosphère à l’Université d’État de Pennsylvanie, University Park. Les effets de la diminution de la biocroûte ne devraient pas être suffisamment dramatiques pour faire une grande différence dans les modèles climatiques mondiaux, dit-il. Mais Joseph Prospero, chimiste de l’atmosphère à l’Université de Miami, prévient qu'”il existe de vastes zones de la Terre pour lesquelles nous n’avons pratiquement aucune information” sur les biocroûtes. Cela peut changer. Weber, Maestre, Finger-Higgens et d’autres experts de la biocroûte recherchent des financements pour des mesures normalisées de la biocroûte dans le monde.
Mais les chercheurs affirment que la nécessité de protéger ces communautés fragiles est déjà claire. La réduction des émissions et la modification des pratiques agricoles et d’autres pratiques d’utilisation des terres peuvent contribuer à inverser leur déclin, déclare Maestre. “Les résultats fournissent des arguments solides pour préserver les communautés de biocrust dans le monde entier.”