Plantes primordiales et dioxyde de carbone atmosphérique

Lien vers l’épisode 405 de In Defense of Plants: https://www.indefenseofplants.com/podcast/2023/1/22/ep-405-early-land-plants-amp-earths-ancient-climate

Dr. Tais W. Dahl

Chercheur danois formé comme physicien en premier, s’intéresse au rôle des plantes dans la transformation du monde géologique.

Géobiologie: Domaine des sciences émergeant qui combine physique, biologie, chimie, climatologie

Site web: https://geobiology.dk

University of Copenhagen : The Globe Institute

Les continents étaient secs. Il n’y avait pas de sol. Les plantes ont créé les sols avec champignons et les bactéries. Comment les sols ont-ils évolués ? Comment les animaux ont-ils colonisé les sols ?

Deux principaux mécanismes de fixation du CO2 atmosphérique:

1. Photosynthèse : 2CO2 + 2H2O = 2O2 + 2(CH2O)
2. Carbonisation des minéraux via dégradation (carbonates acides dissouts dans l’eau marine ou terrestre), action due à la mise en solution du carbone atmosphérique

Les plantes séquestrent différents isotopes de carbone 12 ou 13 selon le taux de CO2 atmosphérique ou la disponibilité du CO2 dans leur environnement immédiat.

En étudiant des fossiles des premières plantes vasculaires au Dévonien circa -420 à -380 MA, on a calculé le niveau de CO2 lors de l’apparition des plantes sur la terre ferme à 600 ppm (+ ou - 100 ppm).

Les plantes primordiales ne pouvaient pas ajuster la taille de l’ouverture de leurs stomates. Elles évoluaient récemment des plantes aquatiques et la perte hydrique était un enjeu majeur : elles ne supportaient pas la dessication. Leurs stomates étaient donc réduites en taille et en densité pour limiter la perte d’eau par évapotranspiration.

La baisse du CO2 s’expliquerait donc plus par la carbonisation et la dégradation des minéraux que par la production de biomasse via la photosynthèses. Ces découvertes démontrent que le reboisement des forêts n’est pas une panacée pour la réduction du CO2 atmosphérique.

Dans les années 90 on croyait que les niveaux de CO2 avoisinaient 2000 à 6000 ppm. Cette découverte change radicalement les modèles géophysiques planétaires.

Les mousses et lycopodes sont des plantes opportunistes et colonisatrices qui dégradent le sol minéral pour obtenir les minéraux. Bien qu’elles sont uniquement bidimensionnelles comparé aux arbres, elles ont joué un rôle majeur dans la réduction du CO2 atmosphérique après la colonisation des plantes sur les continents. Les sols primordiaux étaient entièrement minéraux et contenaient pas ou peu de matière organique. De plus la vie microbienne et fongique y était émergente.

Le forêts à l’opposé ont évolué pour retenir les nutriments dans le sol. Si on rase la forêt tropicale du Brésil, les nutriments seront lessivés par les pluies, ce. C’est pourquoi les fermiers brésiliens brûlent sans cessent de nouvelles parcelles de forêt pour leurs cultures.

Les nouveaux modèles climatiques créés par ces découvertes concordent avec les archives de température, autant avec 600 ppm que 2000 ppm. On peut maintenant faire des prédictions plus précises de températures en fonction de la concentration de CO2 et du couvert végétal.