Comment la MRS affecterait-elle les plantes ?

Depuis les années 1980, les scientifiques ont constaté une augmentation de la croissance des plantes dans le monde entier – un phénomène connu sous le nom de « greening » ou verdissement – et ont attribué cette croissance à l’augmentation du CO₂ atmosphérique et aux changements d’affectation des terres.¹ Toutefois, la croissance accélérée des plantes s’est ralentie en raison de la hausse des températures et des perturbations connexes telles que la sécheresse, les incendies et les infestations d’insectes.²

La MRS est susceptible de réduire les températures et les événements extrêmes connexes qui contribuent à la mortalité des plantes, mais elle ne peut pas compenser tous les aspects du changement climatique.³ Comment les plantes réagiraient-elles à un monde où le CO₂ serait plus élevé, les températures plus basses et la lumière du soleil un peu moins intense ?

Le CO₂ et les plantes

Les plantes utilisent la lumière du soleil pour convertir l’eau et le CO₂ de l’atmosphère en nourriture par le biais d’un processus appelé photosynthèse. L’augmentation des concentrations de CO₂ due à la combustion de combustibles fossiles a contribué à l’augmentation de la photosynthèse depuis 1900.⁴ Ce phénomène est connu sous le nom d’effet fertilisant _{du CO}2.

Bien que l’augmentation du CO₂ ait contribué à accroître la croissance des plantes, il existe plusieurs limites qui affectent les plantes différemment selon l’endroit où elles se trouvent. Par exemple, sous les hautes latitudes, la croissance des forêts et des plantes est généralement limitée par les températures froides. Dans ces régions froides, les forêts sont généralement devenues plus résistantes au fil du temps, bénéficiant de températures plus chaudes et d’une augmentation du CO₂atmosphérique.⁵

Dans le reste du monde, toutefois, les dommages causés aux forêts par la hausse des températures l’emportent souvent sur les avantages de l’augmentation du CO₂. Dans ces régions, les forêts deviennent de plus en plus vulnérables aux restrictions d’eau – qui résultent de la hausse des températures – et aux conditions météorologiques extrêmes provoquées par le changement climatique.⁵

L’accès aux nutriments, tels que l’azote et le phosphore, peut également limiter la croissance des plantes malgré l’augmentation du CO₂atmosphérique.⁶ En fait, les modèles informatiques estiment qu’un faible accès aux nutriments limitera le degré d’augmentation de la croissance des plantes à mesure que les niveaux de CO₂ atmosphérique augmenteront.⁷

Si les niveaux élevés de CO₂ dans l’atmosphère peuvent stimuler la croissance des plantes, ils peuvent également réduire considérablement la valeur nutritionnelle des cultures.⁶ La raison de ce phénomène n’est pas claire, mais elle pourrait être liée à la manière dont les plantes ayant accès à davantage de CO₂ font pénétrer l’eau du sol et les nutriments qui l’accompagnent dans leurs tissus.

Les impacts des MRS sont pertinents pour les plantes

Les stratégies MRS visent à ralentir la hausse des températures en réfléchissant la lumière du soleil. Outre la lutte contre le réchauffement climatique, la MRS aurait des répercussions sur les régimes pluviométriques dans le monde entier. Ces impacts font partie des conséquences physiques les moins certaines des MRS.⁸

Des études suggèrent que la réflexion d’environ 1 % de la lumière solaire entrante pourrait faire baisser les températures mondiales d’environ 1°C.⁹ En abaissant les températures, ce qui diminue la respiration des plantes – la quantité d’énergie qu’elles dépensent pour se maintenir en vie – la MRS pourrait favoriser la croissance des plantes dans une grande partie du monde.¹⁰ Toutefois, sous les hautes latitudes, les températures plus fraîches risquent de freiner la croissance des plantes, notamment des cultures.¹⁰

De manière significative pour les plantes, les stratégies MRS telles que l’ injection d’aérosols stratosphériques (IAS/SAI) augmenteraient la quantité de lumière diffuse (dispersée) qui atteint la surface tout en diminuant la lumière directe du soleil.¹¹

Bien qu’une plus grande quantité de lumière soit généralement bénéfique à la croissance des plantes, la lumière diffuse est préférable à la lumière directe. La lumière diffuse peut pénétrer plus profondément dans les canopées et être absorbée par les feuilles ombragées plutôt que par celles qui sont sursaturées.¹² L’augmentation de la lumière diffuse compense largement la diminution de la lumière dans son ensemble, voire la surcompense dans certains cas.¹³

Après l’éruption du mont Pinatubo en 1991 – un exemple naturel du pouvoir réfléchissant des aérosols stratosphériques – la photosynthèse a augmenté, en grande partie en raison de l’augmentation de la lumière diffuse.¹⁴

La réponse de la croissance des plantes aux MRS est très incertaine et varierait selon les régions

Les chercheurs ont commencé à utiliser des simulations informatiques pour étudier les impacts de différentes idées de MRS sur les plantes, mais il reste encore beaucoup de travail à accomplir.¹⁵

Les résultats dépendent de la manière dont l’étude MRS est conçue : par exemple, si la lumière du soleil est atténuée de manière uniforme – similaire à la MRS spatiale – ou s’il y a une plus grande proportion de lumière diffuse après qu’une partie de la lumière du soleil soit réfléchie – comme dans le cas de l’IAS/SAI.¹⁶ Une autre considération est l’accès des plantes aux nutriments tels que l’azote.¹⁰

Indépendamment de la conception de l’étude, il existe des résultats cohérents entre les études. La MRS permettrait de contrer le réchauffement, ce qui réduirait probablement les problèmes causés par les températures élevées dans la plupart des régions du monde, en particulier ceux liés à la limite des ressources en eau.¹⁷ À l’inverse, les régions froides où la hausse des températures a accru la résilience des forêts et les rendements des cultures verraient probablement la croissance des plantes diminuer sous l’effet des MRS plutôt que sous l’effet du seul changement climatique.¹⁰