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Une étude majeure révèle la dimension planétaire du dégel des pergélisols

Crédits : Pixabay.

Le pergélisol – permafrost en anglais – désigne la partie d’un sol qui reste gelée en permanence pendant au moins deux années consécutives. On en retrouve sur près de 17 % des surfaces terrestres. Cette composante du système climatique subit une dégradation notable depuis plusieurs décennies avec le réchauffement planétaire. Dans cet article, nous présentons des résultats novateurs – récemment publiés – qui quantifient l’évolution du pergélisol par le biais d’une perspective unifiée à l’échelle mondiale.

Le permafrost contient d’importantes quantités de matière organique, pour l’instant préservées de l’oxydation par le gel. Toutefois, avec le réchauffement climatique, on s’attend à ce qu’une partie du carbone organique soit libérée dans l’atmosphère sous forme de dioxyde de carbone ou de méthane. Ce processus devrait provoquer une hausse supplémentaire des températures de 0,13 °C à 0,27 °C d’ici 2100.

Par ailleurs, le dégel conduit à d’importantes perturbations au niveau des infrastructures bâties sur ces sols, de même que sur le cycle hydrologique et les écosystèmes locaux. On voit donc l’intérêt de disposer d’un réseau d’observation permettant d’évaluer la vitesse à laquelle le pergélisol terrestre se réchauffe, ainsi que les disparités entre les différentes régions.

Ce n’est qu’à l’initiative de l’année polaire internationale 2007-2009 qu’un réseau de mesure standardisé et organisé à l’échelle globale a été mis en place. Il s’agit en fait d’une amélioration du Global Terrestrial Network for Permafrost (GTN-P). Cette avancée a été permise grâce à une collaboration internationale impliquant des chercheurs d’une vingtaine de pays. Avant cela, les sondages thermiques étaient trop disséminés et ne présentaient pas de référence commune. Cela excluait de fait toute évaluation comparative pertinente d’échelle planétaire.

Une importante avancée scientifique dans le domaine

Le 16 janvier dernier, après plus de 10 ans, une étude novatrice présentant les résultats obtenus a été publiée dans la revue Nature Communications. La période analysée s’étend de 2007 à 2016. Sur les 154 trous de forages dédiés à la mesure, 123 ont permis le calcul d’une tendance sur les 10 années susmentionnées. Les 31 autres ont servi à l’obtention d’informations complémentaires.

Les données ont montré que la température s’était réchauffée sur 71 sites de forage, et qu’elle s’était refroidie sur 12 sites. Quant aux 40 sites restants, ils ne présentaient pas de tendance significative, statistiquement parlant. Notons que la température est mesurée à une profondeur suffisante pour que l’amplitude thermique annuelle soit proche de 0 (égale ou supérieure à 10 mètres).

pergélisol
Changement de la température annuelle du sol en profondeur sur 4 domaines différents – a. pergélisol arctique continu, b. pergélisol arctique discontinu, c. pergélisol de montagne, d. pergélisol antarctique. Les graphiques présentent l’anomalie thermique par rapport à 2008-2009. Les panaches représentent l’incertitude à 95 %. Crédits : K.Biskaborn & al. 2019.

En termes chiffrés, cela se concrétise par une hausse moyenne de 0,29 °C (± 12 °C) sur une décennie. Lorsque l’on analyse région par région, on remarque que celle-ci est plus marquée dans les zones à pergélisol continu – 0,39 °C (± 15 °C) – que dans les zones à pergélisol discontinu – 0,20 °C (± 10 °C). En ce qui concerne les sols gelés en régions montagneuses, l’augmentation s’élève à 0,19 °C (± 0,05 °C). Enfin, en Antarctique, elle atteint 0,37 °C (± 10 °C).

Des disparités régionales, mais une nette tendance au réchauffement

On voit qu’il existe une variabilité régionale substantielle dans les tendances détectées. Ce sont généralement les sols les plus froids – près des cercles polaires – qui se réchauffent le plus rapidement. Par exemple, au nord de la Sibérie, des augmentations allant jusqu’à près de 1 °C ont été mesurées. Une hausse rapide qui s’associe à celle des températures de l’air – le réchauffement au pôle nord étant environ 2 à 3 fois plus marqué que la moyenne mondiale.

À l’inverse, vers des latitudes plus méridionales, le permafrost est proche du point de fusion et se réchauffe moins vite. En effet, l’énergie additionnelle est en partie consommée par les processus de fonte et d’évaporation de l’eau. De plus « dans ces régions, il neige de plus en plus, ce qui isole le pergélisol de deux manières. En hiver, la neige protège le sol du froid extrême, ce qui produit en moyenne un effet de réchauffement. Au printemps, elle réfléchit la lumière du soleil et évite que le sol ne soit trop exposé à la chaleur, du moins jusqu’à ce que la neige ait complètement fondu », explique Boris K. Biskaborn, auteur principal de l’étude.

Au final, « toutes ces données nous indiquent que le pergélisol ne se réchauffe pas simplement à l’échelle locale et régionale, mais dans le monde entier, et pratiquement au même rythme que le réchauffement climatique », précise Guido Grosse, un des co-auteurs du papier.

Indiquons pour conclure que même avec une élévation du mercure contenue sous la barre des 2 °C comme convenu par l’accord de Paris, une fraction significative du pergélisol continuerait à se dégrader et à alimenter l’atmosphère en gaz à effet de serre.

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