Des chercheurs de l'Université des sciences et technologies du roi Abdallah ont mis au point une nouvelle méthode de capture du dioxyde de carbone à l'aide de plantes et de microbes producteurs d'oxalates. Ils visent ainsi à transformer les déserts en systèmes de séquestration du carbone. Pour mettre ces méthodes en pratique, l'équipe a mené des expériences dans le nord-ouest de l'Arabie saoudite. Ils ont planté des légumineuses fixatrices d'azote, comme les acacias, pour favoriser la croissance des plantes du désert.
La réduction des émissions ne suffit pas à elle seule à diminuer les niveaux extrêmes de CO2 présents dans l'atmosphère. Il est nécessaire de capter le dioxyde de carbone déjà présent dans l'environnement et de le stocker. Une équipe de phytogénéticiens de l' Université des sciences et technologies du roi Abdallah (KAUST) a récemment publié un article d'opinion affirmant que les terres arides ont le potentiel de capter le dioxyde de carbone.
D'après les chercheurs, il est possible de transformer un écosystème aride en un système efficace de séquestration du carbone . Ceci pourrait être réalisé en améliorant la santé des sols, en optimisant l'efficacité de la photosynthèse et en augmentant la biomasse racinaire. On peut y parvenir en créant des combinaisons idéales de micro-organismes du sol, de type de sol et de plantes afin d'intégrer et de promouvoir un processus biogéochimique naturel. La voie oxalate-carbonate , dont il est question ici, contribuera à la création de puits de carbone souterrains.
Heribert Hirt , auteur principal et phytogénéticien à KAUST, a déclaré : « Le reverdissement des déserts par la restauration des fonctions écosystémiques, notamment la séquestration du carbone, devrait être l'approche privilégiée. L'avantage de la remise en culture des régions arides à des fins de reverdissement et de séquestration du carbone est qu'elles ne concurrencent pas les terres utilisées pour l'agriculture et la production alimentaire. »
Importance des oxalates
Cette méthode exploite des plantes adaptées aux milieux arides qui produisent des oxalates, des ions contenant du carbone et de l'oxygène associés aux calculs rénaux ou à la goutte. Certains micro-organismes du sol dépendent exclusivement des oxalates comme source de carbone. De ce fait, ils libèrent des molécules de carbonate dans le sol.
Le carbonate se décompose souvent rapidement, mais lorsque ces systèmes plantes-microbes sont cultivés dans des sols alcalins et riches en calcium, le carbonate interagit avec le calcium pour créer des dépôts durables de carbonate de calcium.
Le cycle naturel du carbone implique généralement l'échange de dioxyde de carbone entre l'atmosphère, les océans et les écosystèmes terrestres. Cependant, en raison des activités humaines, on observe une accumulation importante et excessive de CO2 dans l'atmosphère.
Voir aussi : 6 avantages et inconvénients de la capture du carbone
Arbres contre terres arides
Les arbres sont souvent perçus comme la solution idéale pour capter le carbone, mais le reboisement se heurte souvent à la concurrence de l'agriculture pour l'accès aux précieuses terres arables. Or, la conversion des déserts en systèmes de séquestration du carbone est un concept novateur. Les zones arides, qui représentent environ un tiers de la surface terrestre et ne sont actuellement pas exploitées pour l'agriculture, offrent un potentiel immense.
Les écosystèmes arides sont connus pour leur flore limitée, principalement en raison de la rareté de l'eau. Certaines plantes ont développé avec ingéniosité diverses stratégies pour survivre dans ces conditions difficiles, surmontant avec succès le manque d'eau et les températures extrêmes.
Certaines plantes qui prospèrent en milieu aride possèdent des systèmes racinaires remarquables leur permettant d'accéder aux ressources en eau souterraines. De plus, elles utilisent des formes particulières de photosynthèse qui leur permettent de conserver l'eau pendant les heures les plus chaudes de la journée.
Il existe aussi des plantes dites oxalogéniques, capables de produire des quantités importantes d' oxalates, qui peuvent être transformés en eau en période de sécheresse.
Les microbes utilisent le carbone non seulement pour leur propre métabolisme, mais le libèrent également sous forme de carbonate dans le sol . Ce carbonate a la capacité de précipiter sous forme de carbonate de calcium, et sa stabilité peut se maintenir pendant plusieurs siècles, voire des millénaires. Le système proposé pour la séquestration du carbone en zones arides repose sur une combinaison de plantes oxalogènes , qui libèrent jusqu'à un quart de leur carbone sous forme d'acide oxalique dans le sol, et de microbes oxalotrophes.
À partir de ces oxalates, une certaine quantité de carbone se dépose sous terre, et l'équipe souhaite exploiter ce mécanisme pour la séquestration du carbone. Selon le rapport , « globalement, dans cette forme de séquestration du carbone, un atome de carbone sur seize fixé par photosynthèse pourrait être séquestré dans des carbonates ».
Îles de la Fertilité
Selon les auteurs, en renforçant ce processus biogéochimique qui se produit naturellement dans les zones arides, il est possible de transformer ces écosystèmes improductifs et dégradés en puits de carbone avec des sols et des plantes florissants.
Les auteurs suggèrent de prendre comme point de départ les îlots de fertilité . Ce sont de petites zones d'habitat revitalisé à partir desquelles les plantes et les microbes peuvent se développer, créant à terme un tapis de végétation luxuriant.
Hassan Boukcim, co-auteur de l'étude, a déjà lancé des expériences dans le nord-ouest de l'Arabie saoudite, en plantant des légumineuses fixatrices d'azote comme les acacias afin de favoriser la croissance d'autres plantes du désert. Les auteurs estiment que ces approches pourraient permettre d'accroître considérablement la quantité de carbone stockée dans les plantes et les sols d'ici dix ans.
Ils soulignent toutefois que le succès et la rapidité de cette méthode seront influencés par la vitesse à laquelle les plantes poussent dans des conditions sèches, ainsi que par la disponibilité des fonds et du soutien politique dans les différents pays arides.
« Dans le cadre du projet de séquençage du génome indigène de KAUST, nous avons déjà identifié certaines espèces de plantes oxalogènes indigènes, mais ce projet va maintenant être étendu afin de caractériser des centaines de plantes et de microbes indigènes », explique le professeur Hirt.
L'équipe du professeur Hirt a révolutionné le processus d'enrobage des semences en appliquant des microbes bénéfiques directement sur les graines de plantes indigènes. Ces graines sont soigneusement cultivées en pépinière avant d'être plantées dans des environnements désertiques hostiles. Transformer les déserts en systèmes de séquestration du carbone peut donc sembler une tâche irréalisable, mais il vaut mieux essayer différentes approches plutôt que de ne rien faire.
Source : Ingénierie de la séquestration du carbone en zones arides
