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Dans une découverte qui a des répercussions sur tout, de la politique agricole nationale à la sécurité alimentaire mondiale et aux plans d’atténuation du changement climatique, des chercheurs de l’Université du Massachusetts ont récemment annoncé que le taux d’érosion des sols dans le Midwest américain est de 10 à 1 000 fois supérieur à celui d’avant -taux d’érosion agricole. Ces taux pré-agricoles nouvellement découverts, qui reflètent la vitesse à laquelle les sols se forment, sont des ordres de grandeur inférieurs à la limite supérieure admissible d’érosion fixée par le Département américain de l’agriculture (USDA).
L’étude, publiée dans la revue Géologieutilise un élément rare, le béryllium-10, ou dixBe, cela se produit lorsque les étoiles de la Voie lactée explosent et envoient des particules de haute énergie, appelées rayons cosmiques, propulser vers la Terre. Lorsque ces éclats d’obus galactiques percutent la croûte terrestre, ils séparent l’oxygène du sol, laissant de minuscules traces de dixBe, qui peut être utilisé pour déterminer avec précision les taux d’érosion moyens sur des milliers à des millions d’années.
« Nous sommes allés dans quatorze petites parcelles de prairie indigène restante qui existent encore dans l’Iowa, le Minnesota, le Dakota du Sud, le Nebraska et le Kansas, et avons utilisé une tarière à main pour collecter des carottes de sol profondes, dans un matériau qui remonte à la dernière période glaciaire », explique Isaac Larsen, professeur de géosciences à UMass Amherst et auteur principal de l’article. « Nous avons ramené ce sol à notre laboratoire à UMass, l’avons tamisé pour isoler les grains de sable individuels, enlevé tout ce qui n’était pas du quartz, puis avons passé ces quelques cuillerées à travers un processus de purification chimique pour séparer le dixSoyez – ce qui était juste assez pour tenir sur la tête d’une épingle. »
Cet échantillon a ensuite été envoyé à un laboratoire qui a compté les individus dixSoyez des atomes, à partir desquels Larsen et ses collègues ont calculé un taux d’érosion précis, s’étendant de nos jours jusqu’à la dernière période glaciaire, il y a environ 12 000 ans.
« Pour la première fois, nous savons quels sont les taux naturels d’érosion dans le Midwest », déclare Caroline Quarrier, l’auteur principal de l’article et qui a terminé cette recherche dans le cadre de sa thèse de maîtrise à l’UMass Amherst. « Et parce que nous connaissons maintenant le taux d’érosion avant la colonisation euro-américaine, nous pouvons voir exactement à quel point l’agriculture moderne a accéléré le processus. »
Les chiffres ne sont pas encourageants. « Notre taux médian d’érosion pré-agricole sur tous les sites que nous avons échantillonnés est de 0,04 mm par an », explique Larsen. Tout taux d’érosion moderne supérieur à ce nombre signifie que le sol disparaît plus rapidement qu’il ne s’accumule.
Malheureusement, la limite actuelle de l’USDA pour l’érosion est de 1 mm par an, soit vingt-cinq fois plus que le taux moyen trouvé par l’équipe de Larsen. Et certains sites connaissent une érosion beaucoup plus importante, disparaissant à 1 000 fois le rythme naturel. Cela signifie que les directives actuelles de l’USDA conduiront inévitablement à une perte rapide de la couche arable.
Non seulement la couche arable est cruciale pour l’agriculture américaine – le coût annuel de la baisse de la productivité agricole et de la dégradation de l’environnement due à l’érosion est estimé à des dizaines de milliards de dollars par an – ainsi que pour la sécurité alimentaire mondiale, mais la plupart des mesures d’atténuation du changement climatique les plans reposent fortement sur le stockage du carbone dans le sol.
Pourtant, il n’y a aucune raison de désespérer. « Il y a des pratiques agricoles, comme le semis direct, que nous savons faire et que nous savons réduire considérablement l’érosion », explique Quarrier. « La clé est de réduire nos taux d’érosion actuels à des niveaux naturels », ajoute Larsen.
Cette recherche a été soutenue par la National Science Foundation.
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