- L’expérience de la chambre CLOUD du CERN a reproduit la façon dont les substances volatiles émises par les arbres créent des germes de nuages, obligeant à réexaminer l’atmosphère préindustrielle et les points de référence des modèles climatiques actuels
- Le sesquiterpène émis par les arbres et les plantes contribue plus fortement que prévu à la formation des nuages : un simple ratio de 1:50 par rapport à d’autres substances volatiles suffit à doubler la formation nuageuse
- Selon les régions, les nuages peuvent réfléchir la lumière du soleil et produire un effet de refroidissement, ou piéger la chaleur au-dessus des glaces polaires ; ils restent donc l’une des plus grandes incertitudes des prévisions climatiques
- Dans un monde où la pollution industrielle diminue, les plantes et les arbres pourraient devenir un facteur plus important de formation des nuages, ce qui influe aussi sur le calcul des effets des aérosols anthropiques fondés sur les émissions de soufre
- Il est difficile d’intégrer la physique de petits aérosols naturels comme le sesquiterpène dans les modèles climatiques, mais pour prévoir des stratégies d’atténuation plus réalistes, il faut aussi prendre en compte les interactions entre émissions humaines et émissions végétales
L’atmosphère au-dessus des forêts recréée par la chambre CLOUD du CERN
- Lubna Dada et ses collègues ont mené, dans une chambre en acier inoxydable de 7 000 gallons au CERN en Suisse, une expérience sur la façon dont les émissions naturelles réagissent avec l’ozone pour former des aérosols
- Les nuages sont l’une des plus grandes incertitudes des prévisions climatiques
- Selon les régions, ils peuvent réfléchir la lumière solaire qui serait autrement absorbée par les terres et les océans
- À l’inverse, ils peuvent aussi piéger la chaleur au-dessus des glaces de l’Arctique et de l’Antarctique
- Dans le ciel, les particules d’aérosols attirent la vapeur d’eau ou la glace, et les petits amas de gouttelettes devenus suffisamment gros deviennent des germes de nuages
- La moitié des nuages terrestres se forment autour de matières comme le sable, le sel, la suie, la fumée ou la poussière
- L’autre moitié se nucléent autour de vapeurs émises par des organismes vivants ou des machines, par exemple le dioxyde de soufre issu de la combustion des énergies fossiles
- La chambre CLOUD du CERN simule ce processus en injectant des vapeurs représentatives d’un environnement donné
- Elle peut imiter les gaz présents au-dessus des villes
- L’équipe de Dada a cherché à recréer une atmosphère au-dessus des forêts dépourvue d’émissions humaines afin d’estimer la formation des nuages avant l’industrialisation
Le rôle du sesquiterpène émis par les arbres
- Une étude publiée dans Science Advances montre que, parmi les composés chimiques émis par les arbres, le sesquiterpène joue un rôle important dans la formation des nuages
- Les arbres émettent des substances volatiles naturelles comme l’isoprène et les monoterpènes, qui peuvent déclencher les réactions chimiques à l’origine de la formation des nuages
- Cette étude se concentre sur le sesquiterpène, relativement moins émis et jusqu’ici moins étudié
- Selon la molécule et le type de plante ou de micro-organisme qui l’émet, il peut dégager des odeurs de bois, de terre, d’agrumes ou d’épices
- Les expériences montrent que le sesquiterpène crée des germes de nuages plus efficacement que prévu
- Un simple ratio de 1:50 par rapport à d’autres substances volatiles suffit à doubler la formation nuageuse
- Dans un monde où les émissions de soufre sont réduites, les plantes et les arbres pourraient devenir un moteur plus important de la formation des nuages
Les premiers résultats d’expérience révélés par la « banane »
- L’équipe a testé la capacité du sesquiterpène à générer des nuages en imitant l’air d’une forêt non polluée par les émissions humaines
- L’expérience de référence a consisté à ioniser et mesurer un mélange d’isoprène, la substance volatile biogénique la plus courante, et d’α-pinène, un monoterpène
- Cette combinaison a bien créé des germes de nuages, comme attendu
- Les chercheurs ont ensuite ajouté du β-caryophyllène, un sesquiterpène émis par les pins et les agrumes, dont l’odeur rappelle le poivre fraîchement concassé
- Dada s’attendait à ce que le β-caryophyllène provoque une réaction chimique produisant des aérosols, puis conduise à la formation de nuages
- Sur les moniteurs du laboratoire, le graphique de taille des particules passait du bleu au jaune banane à mesure que les germes de nuages devenaient plus nombreux, et lors du premier essai, le graphique a viré au jaune
- Ajouter seulement 2 % de β-caryophyllène en volume au mélange a suffi à doubler la formation nuageuse et à accélérer la croissance des particules
- Cette expérience est la première à montrer que le sesquiterpène crée des germes de nuages
Des aérosols naturels qui déplacent les points de référence des modèles climatiques
- Paquita Zuidema souligne que l’on ne sait toujours pas précisément dans quel état se trouvait l’atmosphère primitive
- Dans les zones densément peuplées, les émissions anthropiques dominent la formation des nuages, mais sur les terres plus propres, les substances volatiles végétales deviennent plus importantes
- Les instruments expérimentaux ne sont devenus que récemment assez sensibles pour comprendre quelles substances volatiles contribuent le plus fortement
- Les découvertes liées au sesquiterpène se sont multipliées relativement récemment
- En 2010, des chercheurs ont détecté du sesquiterpène près du sol de la forêt amazonienne
- Au-dessus de la canopée, il était plus difficile à suivre, ce qui suggère que l’ozone transforme le sesquiterpène en aérosols servant de germes de nuages
- Dada a signalé l’année précédente un mécanisme similaire dans des forêts et des tourbières finlandaises
- Jiwen Fan estime que les données sur le sesquiterpène pourraient aider à mieux expliquer les flux mondiaux d’aérosols
- Les aérosols produisent un effet de forçage radiatif qui pousse les nuages à réfléchir davantage la chaleur reçue par la Terre
- Quand les aérosols sont nombreux, les nuages sont plus blancs, durent plus longtemps et produisent moins de pluie
- Plusieurs modèles climatiques ont surestimé le forçage des aérosols anthropiques, peut-être notamment parce qu’ils ont sous-estimé les aérosols naturels avant la révolution industrielle
- Si les aérosols biogéniques préindustriels étaient plus nombreux que prévu, la contribution relative des émissions industrielles serait plus faible
Les prochaines expériences pour des modèles plus réalistes
- Il est difficile de prédire ce que ce recalcul signifie pour les prévisions du réchauffement climatique, car de nombreux facteurs s’entremêlent
- Le stress thermique, les phénomènes météorologiques extrêmes et les sécheresses peuvent amener les plantes à émettre davantage de substances volatiles biogéniques, ce qui crée davantage de germes de nuages
- La déforestation et le stress thermique déplacent la limite des arbres vers des altitudes et des latitudes plus élevées, ce qui influe sur les endroits où les nuages se forment
- Dada s’intéresse à cette boucle de rétroaction dans laquelle le climat influence la formation des nuages, tandis que les nuages influencent à leur tour le climat
- De meilleurs modèles climatiques pourraient aider à prévoir des stratégies d’atténuation, par exemple déterminer s’il faut davantage ou moins de nuages
- Toutefois, les modèles climatiques exigent énormément de calcul, ce qui rend difficile l’intégration de petits processus physiques comme les aérosols issus des arbres
- L’équipe de Dada mène de nouvelles expériences au CERN afin de tester l’effet des émissions anthropiques, comme le dioxyde de soufre, sur la capacité des plantes à créer des germes de nuages
- Les deux sources d’émissions peuvent se ralentir ou s’accélérer mutuellement
- L’objectif est d’étendre les conclusions au-delà des forêts propres, vers des conditions plus proches de la plupart des régions du monde, où plusieurs sources d’émissions se mélangent
1 commentaires
Commentaires sur Hacker News
Ce phénomène est vraiment étonnant. Ce n’est que récemment que j’ai appris que le phénomène selon lequel les arbres appellent la pluie était connu, sans être encore complètement compris
L’indice le plus évident était la diminution des pluies après l’abattage, ce qui donne l’impression que les arbres peuvent réellement créer de la pluie
Autrefois, il existait une théorie selon laquelle la turbulence de l’air au-dessus des forêts déclenchait les précipitations, et cela peut encore être un facteur, mais cette explication-ci est beaucoup plus nette et facile à comprendre
J’avais envie d’utiliser cet argument quand je parlais de forêts et d’hydrologie, mais à ma connaissance il ne s’agissait que de corrélation, donc je restais prudent. Ce n’est pas entièrement résolu, mais cela aide clairement à expliquer un lien causal
La manière dont l’évolution fonctionne est elle aussi merveilleuse. Bien sûr que les arbres appelleraient la pluie, en quelque sorte. Je me demande si d’autres plantes, comme les herbes des grandes plaines, ont leurs propres stratégies pour provoquer la pluie, ou si leur stratégie consiste plutôt à très bien résister aux sécheresses extrêmes
Même si ce n’est pas entièrement compris, dans le monde agricole il est bien connu que les arbres augmentent l’humidité locale et créent un microclimat qui accroît les pluies. Par exemple en plantant des arbres à fruits à coque dans les vallées
L’agriculture moderne semble avoir oublié ou ignoré ce savoir ancien
Ce que je sais avec certitude, c’est qu’une forêt sent et se ressent bien mieux qu’une zone déboisée. J’aimerais que l’USDA et le Forest Service adoptent des méthodes d’exploitation forestière plus durables, en particulier sur les terres louées. Aujourd’hui, la logique économique favorise la coupe rase, alors qu’une approche comme celle des Menominee dans le nord du Wisconsin semble meilleure
Le livre de Charles Eisenstein, "climate: a new story", est une bonne ressource pour comprendre le changement climatique non pas simplement comme "le CO2, c’est mal", mais sous l’angle de la destruction des écosystèmes. Il considère que la focalisation exclusive sur le CO2 est un leurre qui brouille l’essentiel
L’idée reçue ressemble à "le beau temps produit davantage de biomasse", mais la réalité pourrait être que "davantage de biomasse produit du beau temps". Parce que tous les écosystèmes fonctionnent comme des amortisseurs chimiques et énergétiques
La page Wikipédia https://en.wikipedia.org/wiki/The_Extended_Phenotype l’explique ainsi
"Dawkins develops this idea by pointing to the effect that a gene may have on an organism's environment through that organism's behaviour."
Je pensais avoir l’esprit assez ouvert, mais l’idée que les arbres émettent des substances chimiques pour former des nuages est bien plus étonnante que je ne l’imaginais
Cela fait prendre conscience, une fois de plus, à quel point le monde naturel d’avant l’industrialisation était incroyable
J’aimerais remonter 300 ans en arrière pour sentir l’odeur des forêts et plonger au-dessus de récifs coralliens intacts
Grâce à ça, je suis plus motivé que jamais à reprendre le jardinage guérilla et à planter des arbres sur les terres agricoles abandonnées de mon quartier
Si vous êtes déjà allé dans une forêt dense de conifères, vous avez probablement vu une brume généralement bleuâtre, mais pouvant aller du gris au violet. C’est l’ambiance que l’on voit dans des endroits comme les Smoky Mountains ou le Pacific Northwest
Elle est due aux terpènes et à d’autres composés organiques volatils émis par les arbres. Ces substances réagissent avec l’ozone et produisent des composés qui diffusent la lumière bleue
Je n’en suis pas certain, mais je pense que cette brume, avec certaines microstructures et la densité de la surface des aiguilles de conifères, joue un rôle dans la condensation de l’eau. Les arbres peuvent absorber plus directement les gouttes qui tombent ou l’eau qui s’accumule à la base des aiguilles, et la capacité exacte doit varier selon les espèces
Cette brume chimique fonctionne aussi comme un bouclier défensif collectif contre plusieurs ravageurs et agents pathogènes. Un conifère isolé, privé de ce bouclier, est plus vulnérable
La startup de Yishan Wong, Terraformation(https://www.terraformation.com/), est une entreprise qui cherche à lutter contre le changement climatique en partant grosso modo de ce postulat
La fertilisation des océans au fer semble déjà prometteuse du point de vue de l’albédo, et si l’on pouvait synthétiser efficacement les bons ratios de terpènes pour provoquer des nuages, cela pourrait peut-être nous faire gagner du temps
Je répète depuis longtemps qu’il y a beaucoup de choses que nous ne comprenons pas et que nous n’intégrons pas dans les modèles climatiques, mais je me fais sans cesse downvoter. Il y a trop de variables complexes et d’interdépendances pour modéliser le climat avec précision
Quiconque a déjà construit ne serait-ce qu’une simulation simple sait à quel point c’est fragile. Même avec peu de variables, une toute petite erreur ou omission peut fausser l’ensemble
Plus le nombre de variables augmente, plus l’effet se renforce au lieu de s’atténuer. Les erreurs ne sont pas diluées parmi de nombreuses variables correctes ; elles sont amplifiées par les interdépendances
Les simulations sont extrêmement vulnérables à l’effet papillon
Les votes sur HN ne saisissent pas toujours bien ce genre de nuance
C’est intéressant, car je ne connais pas bien le domaine, mais je me demande comment on communique les plages d’incertitude dans des modèles de simulation complexes et cumulatifs
Le Canada a connu des incendies de forêt records en 2023, et on se demande maintenant comment cet effet pourrait faire boule de neige
Les efforts actuels de reboisement ne sont pas suffisants et, pour l’essentiel, ils servent à soutenir de futures activités d’exploitation forestière plutôt qu’à restaurer les écosystèmes
J’ai trouvé intéressant cet article expliquant que les feux de forêt en Australie avaient renforcé La Niña ces dernières années
Cela dit, j’aimerais qu’on interdise aux gens de sortir provoquer des incendies de forêt, comme en 2020. Cette année-là était agréable
C’est étonnant que nous pensions comprendre le climat, le phénomène le plus complexe sur Terre. On n’en maîtrise même pas la moitié, mais on fait comme si on savait, et on va jusqu’à faire des prévisions
Les prévisions météo à 5 jours et les projections climatiques sont des problèmes totalement différents, et il s’avère que même ces prévisions météo se trompent parfois
Étant donné que la Terre est à son niveau le plus chaud des 100 000 dernières années, je pense que c’est l’une des meilleures prédictions de l’histoire des sciences de la Terre
Le terme « ensemencement » a-t-il deux sens ? Je comprenais cela comme l’idée de disperser des particules dans les nuages pour provoquer la pluie, mais l’article semble l’utiliser au sens d’utiliser des particules pour favoriser la formation de nuages
Ici, dans le nord de la Californie, je l’ai vu de mes propres yeux. Les forêts côtières expirent de la matière à nuages
Quand les conditions sont réunies, la forêt émet quelque chose qui se condense immédiatement en brouillard, monte, devient un nuage puis dérive vers l’intérieur des terres. Les arbres de chaque crête sont synchronisés, si bien que le brouillard qui apparaît d’abord a la taille de la crête, puis grossit en montant
C’est formidable que ce phénomène suscite un intérêt scientifique, mais c’est assez étrange qu’il soit reçu comme une révélation. Il suffit d’observer une forêt pour que ce soit évident
Je crois que l’émission The Nature of Things de la CBC, « What Trees Talk About », traitait de ce phénomène et de bien d’autres choses. Ça vaut le coup d’être regardé
[0] https://www.cbc.ca/natureofthings/episodes/what-trees-talk-a...