Apa, solul, plantele o altă teorie a schimbării climatice?

Una dintre proprietățile interesante ale acestei molecule este de a putea trece ușor de la o formă la alta (gheață, lichid, vapori) în funcție de energia pe care i-o dăm: dacă încălzim un bloc de gheață, se topește, se lichefiază, înainte de a trece sub formă de vapori; invers, trecerea de la o formă gazoasă la una lichidă apoi la una solidă eliberand energie.

Schimbările climatice reprezintă un fenomen bine studiat și mediatizat, ale căror efecte le resimțim fără îndoială în prezent cu temperaturi normale de sezon ”anormale” și episoade climatice extreme și prelungite. Studiile IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) au constatat o legătură între aceste schimbări climatice și creșterea gazelor de seră și propun ca efortul să pună accent pe reducerea concentrației de dioxid de carbon din atmosferă. În mod discret, o echipă de cercetători slovaci a ​​publicat în 2007 o sinteză a cercetărilor stabilind o legătură între circuitul apei și modificările climatice: Water for the Recovery of the Climate - A New Water Paradigm (M. Kravík, J. Pokorný, J. Kohutiar, M. Ková , E. Tóth). Această teorie, fără a se opune a ceea ce a devenit în mod oficial "teza carbonului ", propune o teorie complementară interesantă și destul de evidentă.

Ce este apa?

Apa se află peste tot, este indispensabilă vieții, animale sau vegetale: 60 % din organismul nostru este alcătuit din apă și la cele vegetale din 80-90 % apă. La nivel de planetă, apa are rol transportor, fie pe cale atmosferică (evaporarea gazelor și a particulelor atmosferice și revenirea la sol în urma precipitațiilor), fie pe cale oceanică și hidrografică (transportul sedimentelor, migrații oceanice, etc.). Apa este în egală măsură un nemaipomenit transportor și distribuitor de energie. Pe cale oceanică (ne gândim de exemplu la Gulf Stream,  un curent cald care permite Franței să aibă un climat temperat, fiind la aceeași latitudine ca sudul Canadei), dar la fel pe cale atmosferică, acționând ca un adevărat climatizor.

Cea mai mare parte (97,25 %) din apa terestră este prezentă în mări și oceane. Această enormă masă de apă sărată, în afara faptului că găzduiește o faună și o floră abundenta, are un rol de tampon vital în reglarea temperaturii terestre: se încălzește sau se răcește foarte încet, față de atmosferă, acolo unde temperatura se schimbă rapid ziua și noaptea și în timpul anotimpurilor. Acest lucru evită, de exemplu, ceea ce se întâmplă pe Lună, și anume temperaturi pe timpul zilei de 100⁰C și de -150⁰C in timpul noptii. Deci oceanele sunt un formidabil amortizor al climatului global. Dacă facem referire la 2,75 % din apa care nu este sărată, aceste procente sunt repartizate după cum urmează. Apa înghețată de la poluri, din iceberg-uri și din ghețari reprezintă 75% din rezervele de apă dulce, marea majoritate a restului de apă fiind stocată în acviferele subterane (24,5 %). Restul de 0,57 % de apă dulce este în lacuri, râuri, sol și atmosferă. Pentru a simplifica, există 60 % de apă lichidă de suprafață în lacuri, 30 % în sol, 6 % în atmosferă sub formă de vapori, ploaie, zăpadă sau gheață și numai 0,83 % în fluvii, râuri și pâraie. Această informație este importantă întrucât acest lucru înseamnă că pe scoarța continentală, în medie, există de 38 de ori mai multă apă în sol decât în râuri și de 8 ori mai mult în atmosferă decât în râuri! Vom vedea că această informație are o importanță fundamentală întrucât vom aborda problema reglării climatului la nivel local, la fel de bine în termeni de temperatură, precum și de precipitații.

Apa, climatul și microclimatul

Să ne interesăm acum de rolul apei de transportor de energie. Una dintre proprietățile interesante ale acestei molecule este de a putea trece ușor de la o formă la alta (gheață, lichid, vapori) în funcție de energia pe care i-o dăm: dacă încălzim un bloc de gheață, se topește, se lichefiază, înainte de a trece sub formă de vapori; invers, trecerea de la o formă gazoasă la una lichidă apoi la una solidă eliberand energie. Apa are particularitatea de a cere multă energie pentru a avea o temperatură mai mare, ceea ce o face să vehiculeze o mare cantitate de căldură (un volum de aer saturat conține de trei ori mai multă energie decât un aer sec, ceea ce explică că un climat umed este mai dificil de suportat decât un climat sec, fie ca este cald, fie că este frig). Această capacitate de a-și schimba forma rapid îi permite să transporte mari cantități de energie pe distanțe lungi, orizontal și vertical: dacă gheața este puțin mobilă. Încălzirea apei de la soare o încarcă de energie calorică, apoi o conduce la evaporare; energia stocată în vapori va fi restituită atunci când se va condensa, printr-o ploaie, de exemplu.

De altfel, trecerea din stare lichidă în starea gazoasă solicită de asemenea energia, ceea ce putem resimți cu ușurință ieșind dintr-o piscină atunci când bate vântul: evaporarea apei ne ”fură” căldura. În același fel, transpirația este modul de a reîmprospăta corpul uman și vom vedea că planeta Pământ folosește același mod pentru a se răcori transpirând datorită vegetației. Această capacitate a apei de a absorbi energia solară permite atmosferei să se răcească în mod natural. Să ne imaginăm o zi fără nori cu un aer foarte sec: razele solare conduc în primul rând la evaporarea apei, ceea ce răcește atmosfera; în al doilea rând, norii încep să se formeze, interceptând o parte din razele solare și reducând cantitatea de energie care ajunge direct la sol: energia solară va fi disipată sub formă de căldură sensibilă, sau consumată prin evaporare.

Legendă:

Energia solară care ajunge pe sol este răspândită fie sub formă de căldură, fie datorită evaporării care o va transporta mai departe și o va înapoia în timpul condensării (ploaie). Un mijloc fără apă nu poate răspândi căldura și astfel i se ridică foarte repede temperatura în timpul zilei; iar noaptea se răcește rapid în lipsa umidității: efectul de seră a norilor și condensarea apei (rouă, ploaie). Este motivul pentru care trebuie să ai cu tine o pilotă atunci când te plimbi prin Sahara.

Ciclul mare al apei

Într-un sistem echilibrat, circuitul mic al apei amortizează excesul ciclului mare de apă și îl încetinește stopând fluxul apei care traversează teritoriul și evitând efectele ”yo-yo” la nivelul precipitațiilor și al temperaturii.

Într-un sistem dezechilibrat, evaporarea locală nu mai poate evita brutalitățile circuitului mare de apă: pământul nu numai că se usucă, dar riscă să ajungă la eroziune. Fenomenul furtunilor de vară ilustrează această idee: o căldură excesivă conduce la o ploaie excesivă, chiar grindină.

Într-un mijloc umed, climatul se autoreglează în mod natural: în apropierea mării (blândețea climatului breton), a unui plan de apă sau deasupra vegetației care transpiră la sol (o pădure, de exemplu). Invers, un mediu sec  crește în temperatură mai repede și se va răci la fel de repede. De fapt, atunci când oceanele tamponează climatul la scara de planetă, apa atmosferică tamponează climatul local și această reglare depinde în principal de apa prezentă în sol și de capacitatea sa de evaporare.

Ploaia nu vine de la mare

Bineînțeles, evaporarea apei nu consumă numai energie solară, dar antrenează formarea de vapori care se poate condensa în nori și revine la sol sub formă de precipitații, închizând astfel ciclul. Se va distinge astfel un circuit ”mare” de apă care caracterizează schimbul de apă între oceane și continent; se derulează după cum urmează: evaporare oceanică, formarea de nori și migrare sub efectul vântului, revenirea la sol sub formă de ploaie, stocare pe munte sub formă de ninsoare, revenirea în ocean pe râuri, etc. Caracteristica principală este de a avea o dinamică orizontală, și anume că umiditatea poate depăși distanțele considerabile înainte de a cădea din nou pe pământ: este un circuit de echilibru global la scară continentală.

Un circuit ”mare” de apă se poate observa în mod similar, dar la scară locală de data aceasta. Urmează aceeași schemă de evaporare - ploaia: apa se evaporează prin vegetație, formează o umiditate locală care se condensează, nori, etc. Acolo unde acest lucru devine interesant, este că între 50 și 65% din ploaia care cade într-un loc provine din evaporarea locală, restul este din circuitul ”mare” al apei. Acest lucru înseamnă că cu cât evaporarea locală este intensă, cu atât mai mult plouă local.

Bineînțeles trebuie să existe un echilibru între intrări și ieșiri pentru ca circuitele să se perpetueze: dacă accelerăm și favorizăm drenajul și scurgerea către ocean în detrimentul infiltrării și evaporării, defavorizăm circuitele mici în beneficiul circuitelor mari. La nivel local, uscarea solului favorizează creșterea temperaturii atmosferei, ceea ce înseamnă că apa evaporată se va ridica mai sus și va merge mai departe, precipitând uscarea zonei și transformând-o în ”punct cald”, ajungând la nori. Orașele, deșertul, teritoriile agricole fără vegetație vara, sunt puncte calde perfecte. În loc de a avea ploi mici regulate rezultate din circuitul mic, vom avea precipitații mari, excesive și neregulate care provin din circuitul mare, fenomenul Cevennes fiind o ilustrare caricaturală.

Trebuie să creștem plante pentru ca să plouă

Favorizarea infiltrării și a evaporării, este exact ceea ce fac vegetațiile forestiere și erbacee. În fapt, dacă cantitatea de apă evaporată crește odată cu temperatura și vântul, ea crește și cu suprafața de schimb: dacă dorim să uscăm un cearșaf umed, trebuie mai bine să-l întindem pe sârmă într-o zi însorită și cu vânt, mai degrabă decât să o lăsăm în mașina de spălat. Vegetația și copacii, în specia, sunt climatizori extrem de eficienți datorită suprafețelor de schimb de rădăcini și frunze care extrag apa din sol și o transpiră prin frunze. De exemplu, un castan cu o înălțime de 12 m are o suprafață externă de 340m² dar o suprafață de schimb foliar de 10 hectare și o suprafață de schimb de rădăcini de 44 hectare! Estimăm că un copac cu un frunziș cu un diametru de 10 m evaporă 400 de litri de apă pe zi și echivalează în materie de răcire cu 10 aparate de aer condiționat. La nivelul culturilor, estimăm că o pajiște este de două ori mai puțin eficientă decât un copac la suprafața acoperită, dar totuși la fel de eficientă ca și o masă de apă. Un copac cu o vârstă mai mare de 10 ani este capabil să evapore în jur de 8mm/zi de apă, o cultură de grâu între 1 și 3 mm/zi și un porumb sau o cultură intermediară vară între 4 și 6 mm.

Noi uscăm solurile

Dacă controlul climatului trece prin gestiunea locală a apei, civilizația noastră este pe punctul de a-și trage un glonț în picior accelerând drenajul și reducând evaporarea. Procesul generează puncte calde și legătura între punctele calde, care au un impact asupra climatului local, apoi global:

• Factori care accelerează drenajul și scurgerile de apă: impermeabilizarea suprafețelor din zona urbană și de-a lungul rețelelor de comunicare, canalizărilor de cursuri de apă, drenaje și șanțuri, smulgerea copacilor și a gardului viu în zona rurală. Din punct de vedere agricol, stratificarea solurilor și compactarea acestora, impermeabilizarea cursurilor de apă prin sedimente eliminate prin eroziune.
• Factori care reduc evaporotranspirația: încă o dată impermeabilizarea suprafețelor, defrisarea zonelor cultivate, lipsa vegetației active în intercultură în zonele cultivate (mai multă evaporare efectivă începând cu iunie pentru cereale, din august pentru culturile de primăvară).

Și agricultura de conservare în toate acestea?

Potrivit autorilor sintezei, soluția pentru criza climatică trece nu numai printr-o soluție globală, dar și prin multiplicarea inițiativelor locale pentru a lupta împotriva punctelor calde multiplicând ”punctele de apă”: pădure, oraș verde, rezerve de apă, încetinirea fluxurilor de apă, etc. Din acest punct de vedere, tehnicile agriculturilor de conservare sunt încă o dată pertinente și foarte coerente. Pe de altă parte, menținând o organizare verticală a solurilor, acestea înlesnesc mișcările verticale ale apei, atât iarna (infiltrare și stocare), cât și vara (urcarea capilară și de rădăcină). De altfel, menținerea unei acoperiri continue, și anume permanentă, permite tamponarea fizică a temperaturii solului prin umbrire și efectul albedo (reflexia razelor în sus).

”În prezent este dificil să credem că cu 300 de ani înainte de Iisus Hristos, zonele mari din Orientul Mijlociu erau acoperite de păduri mari de cedru. Ele au fost devastate în așa fel încât imperatorul Hadrien a trebuit să dispună interdicția de a-i tăia în secolul al doilea înainte de Hristos.” (extras din Water for the Recovery of the Climate - A New Water Paradigm, op. cit.)

Câmpuri de lucernă ”pluviogene”?

Calculul unui bilanț de apă este o operație extrem de complicată datorită numărului de parametri care trebuie incluși (soare, relief, geologie, albedo, salinitatea apei, stadiile de vegetație, etc.). Totuși, bazându-se pe biomasa produsă și apa care trebuie transpirată pentru a ajunge acolo, putem stabili o tendință ca cea prezentată în tabelul de mai jos. Ne dăm seama că un grâu sau un porumb au același impact (fie că este decalat spre vară pentru porumb),iar culturile intermediare sunt departe de a fi neglijabile (135 mm cumulați pentru două culturi succesive între un grâu și un porumb de exemplu), dar și că lucerna este de departe planta cea mai eficientă.

Încă o dată producția de biomasă pe hectar este un indicator simplu și extrem de performant: materie organică, producție de azot, structurarea solului, stocarea cărbunelui și menținerea gestiunii apei și a meteorologiei locale.

Estimare ( cantitate mare) a impactului culturilor asupra pluviometriei.

Calculul colțului de masă

De altfel, dacă adoptăm teoria climatizării vegetale, factorul preponderent este creșterea vegetației active, mai ales datorită culturilor intermediare, care sunt plantate între culturi, cu plantă companion, a se vedea culturile asociate.

Concluzie: democrația, carbonul și apa

Această teorie a transpirației terestre, dacă nu repune în cauză teoria carbonului în prezent admisă universal, permite repunerea în discuție și observarea cauzelor încălzirii globale sunt poate mai complexe decât vrem să acceptăm. În al doilea rând, printr-o abordare ”carbon”, soluțiile nu privesc decât Statele și societățile mari, astfel încât individul este total depășit și neputincios și nu este decât un parametru în ecuație. În mod contrar, remediul teoriei ”transpirației” este arcul individului la scară locală. Sub acest titlu, agricultorul, având în vedre suprafețele mari pe care acționează (40% din teritoriul țărilor occidentale) este o forță majoră de acțiune în care agricultura de conservare și agrosilvicultura sunt foarte importante. Dacă această ipoteză este reținută și înaintată, avem nevoie mai mare de experți pentru a cunoaște dinamicile stocării/destocării materiei organice: ceea ce este important este cantitatea de biomasă produsă pe hectar și rezistența în timpul anului (ceea ce este de altfel adevărat pentru problema carbonului unde dinamica este mai importantă ca stocarea, dar acesta este un  alt subiect…).

Pentru a termina, dacă dorim să mergem mai departe decât agricultura și agronomia, este de preferabil fără îndoială ca Statele și societățile mari să se unească într-o soluție ”democratică” globală bazată pe cantități abstracte de carbon, mai mult decât pe inițiative locale, cetățenești și antreprenoriale, inventive și ancorate în realitate, care răspund local la problematica acestora oricare ar fi tendința globală. Poate că mâine vom cita un Galileu de astăzi care va spune: ”Și totuși transpiră”.

Matthieu ARCHAMBEAU