L’érosion des sols réduit la productivité des écosystèmes terrestres, ce qui change les cycles des nutriments et par conséquent impacte directement le climat et la société. Une équipe de chercheuses et chercheurs internationaux de l’Institut Max Planck et l’INRA, dont Jean-Philippe Jenny, chercheur INRA au Centre Alpin de Recherche sur les Réseaux Trophiques des Écosystèmes Limniques (CARRTEL) de l’Université Savoie Mont Blanc, ont enregistré les changements dans l’érosion des sols en analysant des dépôts de sédiments lacustres dans plus de 600 lacs à travers le monde. Ils ont montré que l’accumulation des sédiments avait augmenté ponctuellement de manière significative il y a déjà 4000 ans. À cette même période, le couvert forestier a diminué, ce qui est un indicateur clair de déforestation. Ces résultats, parus dans la revue scientifique américaine PNAS (« Compte-rendus de l’Académie nationale des sciences des États-Unis d’Amérique »), suggèrent que les activités humaines ont intensifié l’érosion des sols bien avant l’ère industrielle.
Les sols sont à la base de presque tous les processus biologiques de la Terre. Sur des échelles de temps millénaires, leur vieillissement et leur érosion sont principalement contrôlés par les forçages climatiques et tectoniques. Sur le court terme, les activités anthropiques (relatives à la présence ou à l’action de l’être humain) sont les principaux moteurs de la dégradation des sols. Cependant, le démarrage et l’ampleur de l’impact humain sur l’érosion globale des sols restaient flous.
Les scientifiques ont étudié 651 archives sédimentaires lacustres, en utilisant des bases de données radioélémentaires et polliniques déjà publiées, pour décrire et analyser la dynamique de la végétation en interaction avec l’évolution des transferts de matière par l’érosion des bassins versants. Autrement dit, ces données ont permis de dater les couches de dépôt et de fossiles de pollen transportés par les vents vers les lacs et préservés in fine dans les sédiments.
Les résultats montrent clairement une accélération à l’échelle globale des transferts de matière dans les bassins versants il y a 4000 ans. Cette accélération est attribuée aux activités anthropiques – mises en évidence par la réduction des forêts à la même période. Cette ouverture du paysage a peut-être intensifié l’érosion des sols bien avant l’industrialisation au cours des trois derniers siècles. Ils ont daté l’âge des sédiments pour déterminer la vitesse d’accumulation de sédiment au fond des lacs qui est directement liée à l’intensité de l’érosion dans les bassins versants grâce à la datation au carbone 14.
« Il s’agit de la méthode de datation la plus répandue en géosciences. Elle permet de dater les fragments de bois ou autres fragments de matière organique préservés dans des archives géologiques – telles que dans les sédiments lacustres – afin de déterminer les âges de dépôts », précise Jean-Philippe Jenny.
Il est intéressant de noter que 35% des sites étudiés présentent une augmentation des taux d’accumulation de sédiments (appelés SAR) il y a environ 4000 ans, ce qui coïncide également avec la réduction des fractions arboricoles présentes dans les enregistrements polliniques. Cette diminution de la fraction de pollen des arbres reflète les modifications de la couverture végétale, en particulier le défrichement des terres, lié à l’agriculture et la colonisation, susceptibles de mettre à nu les sols ce qui peut conduire à leur dégradation et à l’érosion par la pluie.
Les changements des SAR au niveau régional sont corrélés aux développements socio-économiques historiques des peuplements humains. Par exemple, l’augmentation des taux de sédimentation s’est produite plus tard en Amérique du Nord qu’en Europe. Cela correspond probablement à l’introduction tardive des pratiques agricoles européennes en Amérique du Nord après la colonisation. Au contraire, la diminution des SAR dans 23% des sites étudiés est probablement associée à une utilisation accrue de l’eau et à des pratiques de gestion des rivières.
Cette étude suggère que la déforestation par l’homme explique l’érosion accélérée des sols au cours des 4 derniers millénaires. Bien avant les influences récentes et brutales via les émissions de gaz à effet de serre, les activités humaines avaient déjà une influence sur le système Terre.
En savoir plus
- L’article publié par J.-P. Jenny, et al., dans PNAS : Human and climate global-scale imprint on sediment transfer during the Holocene
- Contact : Jean-Philippe Jenny, chercheur INRA au CARRTEL