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Le dégel du pergélisol aurait-il un impact climatique plus important que prévu ?

Crédits : NASA.

Des observations de terrain ont révélé la présence d’un mécanisme jusqu’alors inconnu par lequel le dégel des sols polaires conduit au rejet de carbone dans l’atmosphère. Autrement dit, l’altération du pergélisol pourrait avoir un impact climatique plus important que prévu. Les résultats ont récemment été publiés dans la revue Nature communications.

Le pergélisol (permafrost en anglais) désigne la partie d’un sol qui reste gelée pendant au moins deux années consécutives. On en retrouve sur près de 17 % des surfaces terrestres, la majeure partie étant située dans le grand nord. Ce substrat constitue l’un des réservoirs majeurs de carbone sur Terre. Et pour cause, il contient d’importantes quantités de matière organique pour l’instant préservées de l’oxydation par le gel. Un équilibre fragile de plus en plus fortement menacé par le réchauffement climatique.

Aussi, les scientifiques s’attendent à ce qu’une partie du carbone stocké soit libérée dans l’atmosphère sous forme de dioxyde de carbone (CO2) ou de méthane (CH4). Or, ces deux puissants gaz à effet de serre amplifieraient encore un peu plus l’élévation des températures mondiales. Toutefois, en pratique, estimer la quantité de carbone qui risque d’être effectivement déstockée est une tâche complexe. Les processus impliqués étant multiples et souvent antagonistes.

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Dégel du pergélisol sur les côtes d’Alaska. Crédits : NASA.

Entre fer et carbone : découverte d’un mécanisme inattendu

Dans ce contexte, une étude a récemment mis au jour un mécanisme inattendu par lequel la fonte du pergélisol provoque un relargage de CO2. Comme souvent, il implique l’action de micro-organismes activés lorsque le sol entre en phase de dégel. La nouveauté est que le travail de décomposition effectué par les micro-organismes altère le piégeage du carbone dans les formations de fer minéral. Jusqu’à présent, les scientifiques pensaient que celui-ci était suffisamment stabilisé par les liaisons entre molécules de fer pour ne pas être mobilisé lors du dégel.

« Ce que nous voyons, c’est que les bactéries utilisent simplement des minéraux de fer comme source de nourriture. Au fur et à mesure qu’elles se nourrissent, les liaisons qui avaient piégé le carbone sont détruites et il est libéré dans l’atmosphère sous forme de gaz à effet de serre », détaille Carsten W. Müller, coauteur de l’étude. « Le sol gelé a une teneur élevée en oxygène, ce qui stabilise les minéraux de fer et permet au carbone de s’y lier. Mais dès que la glace fond et se transforme en eau, les niveaux d’oxygène chutent et le fer devient instable. De plus, la glace fondue offre un accès aux bactéries. Dans l’ensemble, c’est ce qui libère le carbone stocké ».

Localisation et géographie de la zone d’étude. Crédits : Monique S. Patzner & al. 2020.

Dégel du pergélisol et libération de carbone : un phénomène encore difficile à quantifier

Les travaux – basés sur des observations de terrain – se sont pour l’heure concentrés sur un point précis au nord de la Suède (Abisko). Néanmoins, les auteurs s’attendent à ce que les résultats soient valides à une échelle bien plus large. En effet, les mesures indirectes issues d’autres points du globe suggèrent la présence d’un processus similaire. « Cela signifie que nous avons une nouvelle source importante d’émissions de CO2 qui doit être incluse dans les modèles climatiques et examinée de plus près », note Carsten W. Müller.

La quantité de carbone mobilisable par ce mécanisme équivaudrait à 5 % de celui déjà présent dans l’atmosphère. Est-ce là à dire qu’avec le réchauffement climatique, le pergélisol libérera une quantité de gaz à effet de serre bien plus importante que prévue ? Sur ce point, les chercheurs ne s’avancent pas trop. Assurément, d’autres processus encore inconnus doivent exister et l’effet net sur le flux de carbone reste difficile à évaluer. « La majorité de la recherche sur le climat en Arctique se concentre sur la quantité de carbone stocké et sa sensibilité au changement climatique. On se concentre beaucoup moins sur les mécanismes plus profonds qui emprisonnent le carbone dans le sol », relate le coauteur. Affaire à suivre donc !

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