Le dégel des collines arctiques libère une quantité importante de carbone organique qui a été enfermé dans un sol gelé pendant des milliers d’années, mais qui peut maintenant contribuer à un climat déjà en train de se réchauffer, selon de nouvelles recherches.
La découverte provient de l’étude des coteaux dans une région de l’extrême nord de la Russie, où les chercheurs ont également constaté une augmentation significative et rapide des coteaux effondrés. Les effondrements présentent des glissements de terrain qui exposent progressivement une plus grande partie du pergélisol pour le dégel – et plus de carbone pour la libération.
Les modèles climatiques mondiaux ne tiennent pas compte du carbone autrefois gelé libéré par ces collines qui s’effondrent. Les chercheurs disent que cela doit changer.
Les résultats ont été publiés le 15 juillet dans La Cryosphère, une revue de l’Union européenne des géosciences. Ils sont les premiers basés sur l’utilisation de l’imagerie satellitaire pour estimer la libération de carbone des collines arctiques qui s’effondrent.
« Les paysages du pergélisol devraient changer profondément au cours des prochaines décennies », a déclaré Simon Zwieback, professeur adjoint au Fairbanks Geophysical Institute de l’Université d’Alaska et l’un des auteurs du document de recherche. « Parmi les nombreuses conséquences de cela, il y a la libération de gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone, qui peut aggraver le changement climatique. »
Des affaissements de dégel similaires sont également répandus dans la péninsule russe de Yamal en Sibérie, dans le nord-ouest du Canada et dans l’archipel arctique canadien.
Le doctorant Philipp Bernhard de l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich et Irena Hajnsek de l’institut de Zurich et du Centre aérospatial allemand ont également travaillé sur la recherche. Zwieback et Hajnsek étaient le doctorat de Bernhard. conseillers.
Les travaux se sont concentrés sur 10 500 milles carrés dans le nord de la péninsule de Taymyr en Sibérie russe, une zone délimitée par les montagnes de Byrranga au sud et la mer de Kara au nord.
Les chercheurs ont comparé des images satellites de deux périodes – 2010-2017 et 2018-2021 – pour noter les changements d’élévation et le mouvement des débris et du bord d’attaque exposé de l’affaissement. Ils ont ensuite incorporé une carte du carbone organique du sol et formulé des hypothèses sur la teneur en glace du sol et ses réserves de carbone pour calculer la quantité de carbone organique libéré.
Une calotte glaciaire couvrait toute la région d’étude il y a environ 130 000 ans, avec des périodes ultérieures de recul et d’avancée des glaces couvrant une zone de plus en plus petite.
Les images satellites ont révélé la propagation des affaissements de dégel dans les zones contenant des vestiges de cette calotte glaciaire d’il y a longtemps.
Une nappe qui recule laisse généralement derrière elle des quantités substantielles de glace recouvertes d’argile, de sable, de gravier et de roches, en particulier le long des bords de la calotte glaciaire. La nappe en retrait qui couvrait autrefois la région actuelle de Taymyr a créé plusieurs de ces zones riches en glace, appelées zones marginales de glace. Deux de ces zones se trouvent dans la zone d’étude des chercheurs.
Les images de la zone d’étude ont montré une augmentation des affaissements de 82 au cours de la période d’étude 2010-2017 à 1 404 au cours de la période 2018-2021, la quasi-totalité de cette augmentation se produisant pendant la région extrêmement chaude de 2020.
Les images ont également montré que le volume annuel de matériel affecté a augmenté d’environ 43 fois entre la première et la deuxième période.
« La chaleur extrême a été aggravée par la présence de beaucoup de glace au sol près de la surface », a déclaré Zwieback. « Cela est dû à l’héritage à long terme des périodes glaciaires passées, mais aussi au fait qu’une grande partie de cette vieille glace est toujours là parce que les étés sont généralement frais et qu’il n’y a pas d’incendies.
« Et la glace n’est pas bien protégée par des couches organiques isolantes car il n’y a pas beaucoup de vie dans le climat rigoureux », a-t-il déclaré.
L’Alaska connaît des affaissements liés au dégel, mais pas autant que ceux du Canada et de la Russie. L’Alaska a également d’autres déformations des glissements de terrain causées par la fonte du pergélisol, et celles-ci peuvent contribuer au changement climatique, a déclaré Zwieback.
Il existe peu de recherches à une échelle géographique aussi vaste que celle de la péninsule de Taymyr sur les effondrements dus au dégel. Les travaux de Zwieback, Bernhard et Hajnsek montrent que la libération de carbone résultant du dégel des versants arctiques doit être prise en compte dans l’évaluation du cycle du carbone de l’Arctique. Les chercheurs doivent également quantifier la quantité qui est transformée en gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone.
« Le grand défi est de quantifier et de prédire où, quand et combien de dioxyde de carbone est libéré », a déclaré Zwieback.
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