Perturber les cycles chimiques de la Terre apporte des problèmes. Mais le dioxyde de carbone qui réchauffe la planète n’est pas le seul élément dont le cycle est devenu bancal – nous avons aussi un problème de phosphore. Et c’est un gros problème, car nous dépendons de cet élément pour faire pousser les récoltes du monde. « Je ne sais pas s’il serait possible d’avoir un monde plein sans aucun engrais minéral phosphoré », déclare Joséphine Demay, doctorante à l’INRAE.

Depuis les années 1800, les agriculteurs savent que le phosphore élémentaire est un engrais essentiel. Les nations ont rapidement commencé à exploiter des caches de «roche phosphatée», des minéraux riches en élément. Au milieu du XXe siècle, les entreprises avaient industrialisé les procédés chimiques pour en faire une forme adaptée à la suralimentation des cultures, les durcissant contre les maladies et les rendant capables de subvenir aux besoins de plus de personnes et de bétail. Cette approche a remarquablement bien fonctionné : la « Révolution verte » de l’après-Seconde Guerre mondiale a nourri d’innombrables personnes grâce aux engrais et aux pesticides. Mais parfois, il y a trop de bonnes choses.

Nous avons libéré les caches de phosphore de la Terre si rapidement que l’élément pollue maintenant les écosystèmes d’eau douce, où les excès provoquent des proliférations d’algues nocives, infiltrent le manteau neigeux et diminuent les niveaux d’oxygène dissous dans les lacs et les rivières. Des études suggèrent que l’humanité en est devenue trop dépendante pour nourrir la planète – et nous manquons de cette ressource non renouvelable, qui provient de dépôts géologiques qui mettent des millénaires à se former. Lorsqu’il est lavé du sol dans les cours d’eau, il disparaît essentiellement pour toujours. Un moment imminent de « pic de phosphore » menace d’augmenter les prix et de fomenter des tensions politiques si la demande éclipse l’offre, car une grande majorité des réserves n’existent que dans un coin de l’Afrique du Nord.

Dans un article publié ce mois-ci dans Nature Geoscience, Demay a décomposé la quantité de phosphore utilisée par 176 pays entre les années 1950 et 2017, et elle a estimé à quel point l’utilisation d’engrais minéraux contribue à la fertilité des sols dans chaque pays. Fait remarquable, la roche phosphatée représente environ 50 pourcent de la productivité mondiale des sols. « Cela n’a jamais été quantifié comme ça », dit Demay. Et ces chiffres sont importants, dit-elle, car « le travail met vraiment en évidence l’écart important qui existe entre les différentes régions du monde ». Les pays riches d’Europe occidentale, d’Amérique du Nord et d’Asie utilisent beaucoup plus de roche phosphatée mondiale que l’Afrique, bien que les sols africains en soient relativement pauvres. « Il est nécessaire de répartir plus équitablement les premières réserves de roche restantes », déclare Demay.

James Elser, un écologiste de l’Arizona State University et de l’Université du Montana qui étudie le cycle mondial du phosphore, a été surpris par ce chiffre de 50 %. « Que nous ayons pu mobiliser le phosphore de ces anciens gisements géologiques et le répandre suffisamment dans le monde pour que la moitié du phosphore du sol soit désormais composé d’engrais anthropiques industriels, c’est assez étonnant », dit-il.

Et si l’offre restante diminue, les prix augmenteront, exacerbant l’écart d’accès entre les pays riches et les pays pauvres, déclare Dana Cordell, professeure associée et directrice de recherche sur la durabilité des systèmes alimentaires à l’Université de technologie de Sydney. En 2008, les prix du phosphate ont grimpé de 800 % en raison de problèmes d’offre et de demande, et de nouveau de 400 % l’année dernière, en raison de perturbations liées au COVID. La nouvelle étude « montre comment notre système alimentaire mondial est désormais devenu fortement dépendant de la roche phosphatée non renouvelable extraite », dit-elle. « Et même s’il y a du phosphate dans le sol, il n’est peut-être pas économiquement viable d’y accéder. »

Les scientifiques soulignent le cycle «cassé» du phosphore depuis plus d’une décennie: l’humanité a déterré d’énormes quantités de cet élément, qui se retrouve dans les cours d’eau au lieu de retourner sur les terres cultivées.