Le dilemme ne s’est résolu que lorsque les premières plantes ont conquis la terre, il y a plus de 500 millions d’années. Elles pratiquaient la photosynthèse dans leurs feuilles, séparées physiquement de la fixation de l’azote. Celle-ci était assurée par des micro-organismes dans le sol ou sur les racines des plantes. Ils y étaient mieux protégés de l’augmentation de la teneur en oxygène de l’air. Dans les communautés de vie, tant les plantes que les microbes ont profité de l’échange de composés de sucre et d’azote, la teneur en oxygène de l’atmosphère a pu continuer à augmenter jusqu’à atteindre les 21 pour cent actuels et le développement de nouvelles espèces s’est accéléré.
Comment une fougère a refroidi la Terre
Ce type de symbiose entre le CO2-Les plantes fixatrices d’azote et les microbes fixateurs d’azote influencent également le climat terrestre. Ainsi, les chercheurs supposent qu’il y a environ 50 millions d’années, des fougères d’eau Azolla se sont multipliées en masse et qu’elles vivent en symbiose avec des cyanobactéries fixatrices d’azote du genre Nostoc.
Dans une zone marine isolée et pauvre en sel de l’Arctique, elles ont trouvé des conditions de croissance optimales là où les autres plantes manquaient d’azote – et ont formé un immense tapis grâce à leurs fournisseurs d’azote embarqués. Pendant 800 000 ans, leur énorme biomasse a attiré de grandes quantités de CO2 de l’air. Résultat : le climat s’est refroidi, la période chaude précédente a fait place à l’ère glaciaire, qui dure officiellement jusqu’à aujourd’hui.
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Fougère d’eau | Ces petites plantes, ici l’espèce Azolla imbricataLes algues rouges recouvrent la surface des eaux qui s’y prêtent. Autrefois, elles pourraient avoir contribué à déterminer le climat de la Terre.
L’intervention humaine dans le cycle actuel de l’azote a également un effet sur le climat, d’une part en le refroidissant, d’autre part en le réchauffant. Les aérosols d’oxyde d’azote et d’ammoniac, nocifs pour la santé, contribuent entre autres à un refroidissement temporaire. En outre, dans certaines régions du monde, les forêts poussent mieux grâce aux apports d’azote de l’homme et fixent ainsi un peu plus de CO2
En revanche, c’est surtout le protoxyde d’azote (N2O). Ce gaz à effet de serre est 271 fois plus efficace que le dioxyde de carbone. Il est principalement produit par des processus microbiens naturels dans les sols et les eaux, notamment lors de ce que l’on appelle la dénitrification. Les microbes reconvertissent les nitrates en azote moléculaire de l’air. Ce processus contribue à rompre le cycle entre le N2 dans l’atmosphère et l’azote réactif dans la biosphère. Sans la dénitrification et d’autres processus similaires, la Terre pourrait accumuler beaucoup plus d’azote sous forme réactive. D’un point de vue humain, la dénitrification réduit donc certes la surfertilisation de la planète, mais elle contribue en même temps au changement climatique.
La tendance de l’azote est à la hausse
A l’échelle mondiale, la formation microbienne de protoxyde d’azote est principalement favorisée par l’excès d’engrais azotés provenant de l’agriculture. Selon les spécialistes, c’est aussi ce qui détermine l’impact climatique de l’excès d’azote de source humaine. « Comme les émissions de protoxyde d’azote sont liées à la production alimentaire et que le protoxyde d’azote reste en moyenne 109 ans dans l’atmosphère, l’effet de réchauffement l’emporte en fin de compte à long terme », explique Sönke Zaehle, directeur de l’Institut Max-Planck de biogéochimie à Iéna.