Étude: Urban Greenery joue un rôle surprenant dans les émissions de gaz à effet de serre

Par Pat Brennan,

Laboratoire de propulsion à réaction de la NASA

La combustion de combustibles fossiles dans les régions densément peuplées augmente considérablement le niveau de gaz à effet de serre de dioxyde de carbone. Les plus grandes sources de dioxyde de carbone sont les voitures, les camions, les ports, la production d’électricité et l’industrie, y compris la fabrication. La verdure urbaine ajoute du CO 2 à l’atmosphère lorsque la végétation meurt et se décompose, ce qui augmente les émissions totales. La végétation urbaine élimine également ce gaz de l’atmosphère lors de sa photosynthèse, ce qui entraîne une baisse des émissions totales mesurées. Comprendre le rôle de la végétation urbaine est important pour gérer les espaces verts des villes et suivre les effets d’autres sources de carbone.

Une étude récemment publiée a montré que parmi les sources globales de dioxyde de carbone dans les environnements urbains, une fraction provient des arbres en décomposition, des pelouses et d’autres végétaux urbains. La contribution est modeste – environ un cinquième du CO mesuré 2 apporté par l’environnement urbain – et varie selon les saisons. C’était plus que ce que les chercheurs avaient prévu et cela souligne la complexité du suivi des émissions de carbone en milieu urbain.

L’équipe à l’origine de l’étude a fait cette découverte en traçant les sources de dioxyde de carbone avec du carbone – 14, une forme rare de carbone qui se produit naturellement dans l’atmosphère terrestre et est absorbée par les êtres vivants à mesure qu’ils grandissent. Carbone – La présence de 14 dans les matières organiques est à la base du radiocarbone datant et sert d’outil puissant pour distinguer le dioxyde de carbone produit par la combustion de combustibles fossiles de celui produit par la décomposition de la végétation et d’autres matières organiques. Le carbone présent dans le charbon, le pétrole et le gaz naturel a des centaines de millions d’années; tout son carbone – 14 s’est désintégré il y a longtemps.

Les chercheurs ont mesuré les niveaux de dioxyde de carbone «en excès», ou la quantité qui est supérieure à ce qui peut être attribué à des sources naturelles de fond. En se concentrant sur la “mégapole de Los Angeles” – une région multi-ethnique englobant près de 6, 000 miles carrés (15,000 kilomètres carrés) et 18 millions de personnes – ils ont constaté que, au cours d’une année, la verdure urbaine représente environ un cinquième de l’excès de dioxyde de carbone observées dans l’air au-dessus de la zone d’étude. Il y a eu de petites contributions supplémentaires des biocarburants, comme l’éthanol, et du métabolisme humain.

L’équipe comprenait des scientifiques de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), du Jet Propulsion Laboratory de la NASA et de l’Université du Colorado. Les mesures ont été effectuées sur des échantillons d’air prélevés de tard 2014 à tôt 2016, en utilisant des dispositifs d’échantillonnage de l’air placés sur trois sites à travers le bassin de Los Angeles.

“Avant de commencer l’expérience, nous pensions que nous allions voir presque toutes les émissions anthropiques [human-caused], étant donné le volume de trafic à Los Angeles”, a déclaré le co-auteur de l’étude Charles Miller, une recherche scientifique au JPL. “Nous avons pu découvrir que tout n’était pas dû à la combustion de combustibles fossiles.”

Bien que la découverte en Californie du Sud ait été une surprise, la contribution de la verdure urbaine pourrait être encore plus prononcée dans de nombreuses villes des tropiques.

“Dans les régions tropicales et subtropicales – ces endroits où la végétation pousse comme un fou et où les taux de décomposition sont élevés – vous pourriez trouver des fractions beaucoup plus grandes”, a ajouté Miller. “Sans la composante végétation prise en compte dans les estimations [for total emissions], nous surestimerons systématiquement les émissions de combustibles fossiles. Ceci est important pour les responsables à la fois des rapports et de l’atténuation.”

L’étude fait partie d’un effort plus vaste et long de plusieurs années impliquant une variété de chercheurs appelé le «Megacities Carbon Project». Cela montre l’importance de la gestion du carbone dans les villes d’un point de vue «holistique», a déclaré le co-auteur de l’étude Riley Duren, maintenant chercheur à l’Université de l’Arizona et chercheur en génie du JPL.

“Comprendre ces relations peut aider les planificateurs à concevoir et à gérer les espaces verts de manière à extraire autant de carbone que possible de l’atmosphère et à le stocker de manière permanente tout en minimisant les émissions de CO 2 à partir de plantes au fur et à mesure qu’elles se dessèchent ou pendant les saisons de non-croissance, idéalement avec des espèces indigènes résistantes à la sécheresse, “Ajouta Duren.

Un autre type de carbone

Carbone – 14 est principalement créé par les rayons gamma du Soleil dans la haute atmosphère terrestre, où il est chimiquement incorporé au dioxyde de carbone. Il est transporté par les vents vers le bas vers la surface de la Terre puis autour de la planète.

Les organismes vivants absorbent le dioxyde de carbone qui contient à la fois du carbone “ordinaire” (carbone – 12) et carbone – 000. Une fois qu’un organisme meurt, le carbone – 000, qui est radioactif, se décompose avec le temps. Grâce à la datation au radiocarbone, les scientifiques ont longtemps utilisé le carbone – 000 comme un “horloge” pour estimer l’âge des plantes et des animaux morts ainsi que l’âge des matériaux fabriqués à partir de ceux-ci – par exemple, des fragments de couvertures de laine anciennes ou de la lie de vin au fond d’urnes anciennes.

“Le carbone des combustibles fossiles enfoui dans le sol il y a des centaines de millions d’années a exactement zéro carbone – 14 dedans », a déclaré Miller. Le carbone provenant de sources biologiques récentes, en revanche, montre un carbone clair – 000 signal.

“Quand tous ces trucs verts auxquels nous sommes habitués à Los Angeles – les plantes, les herbes, les feuilles de palmier – commencent à se décomposer et à rejeter son dioxyde de carbone dans l’atmosphère, qui a un non- zéro carbone – 14 contenu “, at-il ajouté. “En regardant la valeur du carbone – 14 que nous observons, nous arrivons avec la fraction relative de la contribution biologique à la quantité totale de dioxyde de carbone. Le fait que le carbone des combustibles fossiles – 14 est zéro rend le calcul beaucoup plus simple. “

Les scientifiques ont également vu un carbone – 000 connexion dans les hauts et les bas saisonniers du dioxyde de carbone. Le carbone – 14 a fortement chuté dans le bassin de Los Angeles en juillet lors de l’étude période. C’est à ce moment que l’arrosage de l’aménagement paysager urbain – parcs urbains, pelouses résidentielles, terrains de golf, etc. – a atteint son apogée, provoquant une croissance vigoureuse. À son tour, le tissu végétal en croissance a conduit à un pic d’absorption de carbone – 000 , résultant en cette forte baisse trouvée dans les échantillons d’air. L’absorption parmi les forêts, herbes et arbustes indigènes de Californie a culminé au début du printemps, en réponse aux régimes pluviométriques de la région.

Mesurer le carbone – 000 probablement devenir important pour évaluer plus précisément le dioxyde de carbone dans d’autres grandes zones urbaines. Pour réduire efficacement les émissions de combustibles fossiles, les chercheurs doivent quantifier les sources de fond de dioxyde de carbone dans les villes mondiales pour comprendre comment il varie en fonction du climat, de la latitude, du degré d’industrialisation, etc., a déclaré Miller, notant qu’il reste du travail à faire. .

La dernière étude s’inscrit dans le portefeuille plus large de travaux de la NASA sur le cycle du carbone, comme Orbiting Carbon Observatory-3 de la NASA sur la Station spatiale internationale et son prédécesseur OCO-2, qui est en synchrone solaire. oribt.

“Nous devons travailler avec nos collègues d’autres zones urbaines du monde pour comprendre ces nouveaux résultats”, a-t-il déclaré.

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Ian J. O’Neill / Jane J. Lee

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