Quand les lacs absorbent les cicatrices des feux de forêt

La fumée s'est dissipée depuis longtemps, les flammes sont éteintes, mais l'empreinte des feux de forêt persiste silencieusement sous la surface des lacs. C'est ce que révèle une étude menée par Mathilde Bélair, du Département de sciences biologiques de l'Université de Montréal, dont les résultats sont publiés dans la revue Communications Earth & Environment.

Alors que le Canada a connu en 2023 une saison historique d’incendies de forêt, qui ont émis une part considérable des 2170 mégatonnes de dioxyde de carbone (CO₂) attribuées à de tels feux dans le monde cette année-là, les travaux de maîtrise de Mathilde Bélair – effectués sous la direction du professeur Jean-François Lapierre – apportent un éclairage nouveau sur un aspect négligé du bilan carbone: le transfert du CO₂ terrestre vers les écosystèmes aquatiques après un incendie.

L’analyse des échantillons indique que les lacs perturbés par les feux de forêt contiennent davantage de carbone total, avec des variations régionales. 

«Nous avons découvert qu'il y a plus de carbone total dans les lacs perturbés par les feux de forêt et qu'il y a aussi plus de carbone organique dissous», résume Mathilde Bélair. 

Au Minnesota, les concentrations de carbone organique dissous étaient jusqu'à deux fois (100 %) plus élevées dans les lacs touchés par les feux que dans les lacs non altérés, tandis que, dans la région de la Côte-Nord, les lacs des bassins versants brûlés montraient 17 % plus de carbone organique dissous dans la composition du carbone total et 5 % moins de carbone inorganique dissous. 

Les lacs du Saguenay–Lac-Saint-Jean, quant à eux, présentaient des concentrations de méthane cinq fois plus élevées et trois fois plus de carbone organique particulaire. 

«Le carbone organique dissous est celui qui a le plus d’effets négatifs sur la qualité de l'eau, car sa présence réduit la quantité de lumière du soleil qui pénètre dans le lac, ce qui diminue la photosynthèse et, conséquemment, la production d'oxygène», précise Mathilde Bélair. 

Elle ajoute que les lacs qui ont une forte concentration de carbone organique dissous ont une eau plus trouble et plus brune, «ce qui témoigne d'une transformation profonde de l'écosystème, car la modification de la température et de la disponibilité de l’oxygène dans le lac à long terme pourrait nuire gravement à la vie aquatique». 

Par ailleurs, elle a pu déterminer que la présence du carbone organique dissous dans les lacs persistait jusqu'à trois ans après les incendies, puisque le temps de renouvellement du carbone organique dissous varie de quelques mois à plusieurs années, contrairement au CO₂ et au méthane, qui s'échappent rapidement vers l'atmosphère.

Face à l'augmentation prévue de la fréquence des feux de forêt dans les années à venir, la question du devenir de ce carbone déplacé devient cruciale pour établir des bilans carbone précis. 

Deux scénarios s'affrontent: soit ce carbone organique est minéralisé en CO₂ par des processus biologiques ou photochimiques, ce qui renforce alors la rétroaction positive des incendies de forêt sur les changements climatiques, soit il se dépose dans les sédiments lacustres, échappant à l'évacuation vers l'atmosphère. 

«L'empreinte de la forêt qui a brûlé est probablement plus importante que ce qu'on pensait», conclut Mathilde Bélair, qui poursuivra ces recherches au doctorat pour déterminer si les feux de forêt provoquent un déplacement du carbone d'un puits terrestre vers un autre puits stable ou une perte nette supplémentaire vers l'atmosphère. 

Cette étude collaborative, menée avec des collègues de l’Université du Minnesota et de l’Université d'État du Michigan, apporte ainsi une pièce essentielle au puzzle complexe du cycle du carbone en contexte de changements climatiques, rappelant que les écosystèmes terrestres et aquatiques sont intimement liés face aux perturbations environnementales.