L’Arctique n’est pas étranger à la perte. Alors que la région se réchauffe près de quatre fois plus vite que le reste du monde, les glaciers s’effondrent, la faune souffre et les habitats continuent de disparaître à un rythme record.
Aujourd’hui, une nouvelle menace est apparue : les lacs arctiques s’assèchent, selon une étude publiée dans la revue Changement climatique naturel. L’étude, dirigée par Elizabeth Webb, chercheuse postdoctorale au Département de biologie de l’Université de Floride, fait clignoter un nouveau voyant d’avertissement sur le tableau de bord du climat mondial.
Les recherches de Webb révèlent qu’au cours des 20 dernières années, les lacs arctiques se sont rétrécis ou asséchés complètement dans tout le panarctique, une région couvrant les parties nord du Canada, de la Russie, du Groenland, de la Scandinavie et de l’Alaska. Les résultats offrent des indices sur la raison pour laquelle l’assèchement massif se produit et sur la manière dont la perte peut être ralentie.
Les lacs en voie de disparition sont les pierres angulaires de l’écosystème arctique. Ils fournissent une source essentielle d’eau douce pour les communautés et les industries autochtones locales. Les espèces menacées et en voie de disparition, y compris les oiseaux migrateurs et les créatures aquatiques, dépendent également des habitats du lac pour leur survie.
Le déclin du lac est une surprise. Les scientifiques avaient prédit que le changement climatique étendrait initialement les lacs à travers la toundra, en raison des changements de surface terrestre résultant de la fonte de la glace au sol, avec un assèchement éventuel au milieu du 21e ou 22e siècle. Au lieu de cela, il semble que le dégel du pergélisol, le sol gelé qui recouvre l’Arctique, puisse drainer les lacs et l’emporter sur cet effet d’expansion, dit Webb. L’équipe a émis l’hypothèse que le dégel du pergélisol pourrait réduire la superficie des lacs en créant des canaux de drainage et en augmentant l’érosion des sols dans les lacs.
« Nos résultats suggèrent que le dégel du pergélisol se produit encore plus rapidement que nous ne l’avions prévu en tant que communauté », a déclaré Webb. « Cela indique également que la région est probablement sur la voie d’un drainage à l’échelle du paysage à l’avenir. »
En plus de la hausse des températures, l’étude a également révélé que l’augmentation des précipitations automnales provoque la dégradation du pergélisol et le drainage des lacs. « Il peut sembler contre-intuitif que l’augmentation des précipitations réduise les eaux de surface », a déclaré Jeremy Lichstein, conseiller de Webb et co-auteur de l’étude. « Mais il s’avère que l’explication physique figurait déjà dans la littérature scientifique : l’eau de pluie transporte la chaleur dans le sol et accélère le dégel du pergélisol, ce qui peut ouvrir des canaux souterrains qui drainent la surface. »
Si le dégel accéléré du pergélisol est à blâmer, c’est une mauvaise nouvelle. Le pergélisol arctique est un entrepôt naturel de matière organique préservée et de gaz qui réchauffent la planète.
« Les sols de pergélisol stockent près de deux fois plus de carbone que l’atmosphère », a déclaré Webb. « De nombreuses recherches en cours suggèrent qu’à mesure que le pergélisol dégèle, ce carbone est susceptible d’être rejeté dans l’atmosphère sous forme de méthane et de dioxyde de carbone. »
Il y a une doublure argentée dans les découvertes du chercheur. Les modèles précédents de la dynamique des lacs prédisaient l’expansion des lacs, qui dégèle le pergélisol environnant. Mais parce que les lacs s’assèchent, le pergélisol près des lacs ne dégèle probablement pas aussi vite.
« On ne sait pas exactement quels sont les compromis, mais nous savons que l’expansion du lac entraîne des pertes de carbone d’un ordre de grandeur supérieur à ce qui se produit dans les régions environnantes », a déclaré Webb.
Pour obtenir leurs résultats, l’équipe de Webb a utilisé des données satellitaires pour identifier les grandes tendances du changement des eaux de surface dans l’Arctique. Connue sous le nom de télédétection, l’imagerie satellitaire aide à répondre à des questions à grande échelle, explique Webb.
« L’une des choses que j’aime vraiment dans l’utilisation de la télédétection, c’est que vous pouvez répondre à ce qui semblait être des questions incroyablement importantes – nous avons la capacité d’y répondre maintenant », a déclaré Webb. « Ce n’est qu’au cours des cinq ou dix dernières années que nous avons eu la puissance de calcul et les ressources nécessaires pour y parvenir. »
L’équipe de recherche a utilisé une approche d’apprentissage automatique pour examiner les mécanismes de changement climatique responsables du changement de la superficie du lac. En exploitant de grands ensembles d’images satellites pour évaluer les modèles de perte d’eau de surface, ils ont pu analyser des décennies de données dans l’Arctique. Leur travail reposait sur des programmes robustes, notamment Google Earth Engine et la plate-forme Python sur le supercalculateur HiPerGator(opens in new tab) d’UF, pour interroger de grands ensembles de données et exécuter des modèles.
Webb a d’abord entrepris d’explorer un tout autre sujet : l’albédo arctique ou la réflectivité de surface. Les travaux antérieurs de Webb (ouvre dans un nouvel onglet) ont montré que l’eau de surface est un moteur important du changement d’albédo, mais elle a eu du mal à trouver des études qui détaillaient pourquoi les eaux de surface changeaient en premier lieu. « J’ai écrit l’article que je voulais citer pour mon travail sur l’albédo », a-t-elle déclaré.
Pour limiter la disparition des lacs, des recherches récentes(ouvre dans un nouvel onglet) montrent que la meilleure façon de sauver le pergélisol est peut-être de réduire les émissions de combustibles fossiles. La réduction des émissions de carbone pourrait remettre la planète sur les rails en limitant la hausse de la température mondiale.
« La boule de neige est déjà en train de rouler », a déclaré Webb, déclarant que nous devons agir maintenant pour ralentir ces changements. « Ça ne marchera pas de continuer à faire ce que nous faisons. »
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