Le dégel du pergélisol façonne le climat mondial

Une nouvelle publication et une carte interactive résument l’état actuel des connaissances sur les risques posés par les sols de pergélisol et appellent à une action décisive

Comment le changement climatique affecte-t-il les sols gelés en permanence de l’Arctique ? Quelles seront les conséquences pour le climat mondial, les êtres humains et les écosystèmes ? Et que faire pour l’arrêter ? Dans la revue Frontières en sciences de l’environnement, une équipe d’experts dirigée par Benjamin Abbott de l’Université Brigham Young, aux États-Unis, et Jens Strauss de l’Institut Alfred Wegener de Potsdam résument l’état actuel des connaissances sur ces questions. De plus, un groupe AWI dirigé par Moritz Langer a créé une carte interactive du passé et de l’avenir du pergélisol. Les deux publications arrivent à la même conclusion : pour enrayer les tendances dangereuses dans ces régions, les émissions de gaz à effet de serre devront être considérablement réduites au cours des prochaines années.

Le pergélisol recouvre pas moins de dix pour cent de la surface de la Terre. Surtout dans l’hémisphère nord, il y a d’immenses étendues dans lesquelles seuls les quelques centimètres supérieurs du sol dégèlent en été ; le reste reste gelé toute l’année, à des profondeurs de plusieurs centaines de mètres. Du moins, c’est le cas jusqu’à présent. « Le changement climatique représente une menace sérieuse pour ces régions de pergélisol », déclare Jens Strauss de l’Institut Alfred Wegener, Centre Helmholtz pour la recherche polaire et marine (AWI). Là-bas, les températures à la surface des terres ont grimpé deux à quatre fois plus vite que la moyenne mondiale. En conséquence, les conditions sur terre et en mer changent beaucoup plus rapidement que prévu. Et cela peut avoir une série de conséquences dangereuses – pour le climat, pour la biodiversité et pour les êtres humains.

Par exemple, ces congélateurs naturels contiennent les restes d’innombrables plantes et animaux, morts depuis longtemps. Lorsque le matériau dégèle, les micro-organismes commencent à le décomposer. Dans le processus, ils convertissent les composés carbonés qu’ils contiennent en gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone (CO2) et le méthane (CH4), ce qui peut encore aggraver le réchauffement climatique.

Cependant, prédire quand et à quelle échelle cela se produira n’est pas une mince affaire. « Il y a des opinions très divergentes parmi le public », dit Strauss. Pour certaines personnes, les régions de pergélisol sont une bombe à retardement climatique qui va bientôt exploser au visage de l’humanité. Mais d’autres supposent que seules des quantités négligeables de gaz à effet de serre seront rejetées dans le Grand Nord dans un avenir prévisible.

« Ils ont tort tous les deux », souligne le chercheur basé à Potsdam. « Certes, il n’y a aucune raison de croire que le pergélisol commencera soudainement à émettre d’énormes quantités de gaz à effet de serre dans l’atmosphère d’ici quelques années, poussant le climat au-delà du point de basculement. » Néanmoins, la situation ne doit pas non plus être minimisée. « Après tout, aujourd’hui, les régions de pergélisol libèrent déjà presque la même quantité de gaz à effet de serre que les émissions annuelles de l’Allemagne. » Et selon les estimations scientifiques, au cours des deux prochains siècles, ces sols pourraient libérer dans l’atmosphère des quantités de gaz qui auraient le même effet que plusieurs centaines de milliards de tonnes de CO2.

De plus, à mesure que la couverture de glace et de neige diminue, la surface des régions de pergélisol devient de plus en plus sombre et est donc plus réchauffée par le soleil qu’auparavant, lorsque le paysage était d’un blanc pur. Selon l’état actuel de la recherche, pris ensemble, ces deux facteurs sont parmi les influences les plus importantes qui pourraient changer le climat de la Terre.

La perte de sols de pergélisol menace les habitats – le moment d’agir est maintenant

Les régions de pergélisol abritent également plus de la moitié de la nature sauvage restante de la Terre. Des espèces de flore et de faune spécialement adaptées qui dépendent de la pérennité de ces écosystèmes y vivent. De plus, la fonte du pergélisol entraînera de graves problèmes pour les millions de personnes vivant dans l’Arctique. Le sol devient souvent instable lorsque la glace qui le maintient ensemble fond. Ensuite, il s’effondre soudainement ou est érodé par l’océan, ce qui peut entraîner des dommages coûteux aux bâtiments, aux rues ou à d’autres types d’infrastructures. Dans le processus, des toxines comme le mercure sont également libérées, qui peuvent être trouvées à des concentrations élevées chez les animaux et les personnes vivant dans l’Arctique.

Pour certaines communautés du Grand Nord, toute leur culture et leur mode de vie dépendent des écosystèmes gelés. « Ces gens ont très peu fait pour provoquer le changement climatique, mais ils sont particulièrement touchés par celui-ci », explique Strauss. Par conséquent, les auteurs de l’étude considèrent que prendre des mesures pour protéger le pergélisol est une question de justice.

En réalité, cependant, le sort du pergélisol dépendra de l’orientation que les décideurs politiques choisiront pour les émissions de gaz à effet de serre dans les dix prochaines années. À la lumière des progrès rapides des énergies renouvelables, les experts estiment qu’il existe des possibilités réalistes de réduire de moitié les émissions de gaz à effet de serre d’ici 2030 et de les éliminer entièrement d’ici 2050. De plus, la population locale doit être soutenue pour protéger intacte écosystèmes dans les régions de pergélisol. « Il y a certainement plus que nous pouvons faire », souligne Strauss. « Nous n’avons pas le temps de démissionner.

Une carte interactive montre les changements passés et futurs dans les sols du pergélisol

L’urgence de la situation est illustrée sur une carte interactive développée par son collègue Moritz Langer et son équipe. À l’AWI, Langer dirige le groupe de jeunes chercheurs PermaRisk, financé par le ministère fédéral de l’Éducation et de la Recherche, qui utilise des modèles informatiques pour simuler les changements dans le pergélisol et les risques qui en découlent. De cette façon, en collaboration avec des experts de l’Université d’Oslo, le groupe peut désormais offrir un aperçu virtuel du passé et de l’avenir des sols du pergélisol.

« En utilisant la carte, vous pouvez voir comment certaines caractéristiques du climat et du pergélisol ont changé depuis l’an 1800 », explique Langer. Quelle était la température à la surface de la Terre ? À quelle profondeur le sol a-t-il été dégelé? Et combien de carbone y avait-il dans cette couche active ? Non seulement ces aspects peuvent être déterminés jusqu’à présent ; des prévisions sont également possibles. Sur la base de trois scénarios différents, le devenir du pergélisol peut être simulé pour des émissions de gaz à effet de serre faibles, moyennes et élevées. Ils montrent que, si nous parvenons à maintenir le réchauffement climatique en dessous de deux degrés Celsius, un grand pourcentage du sol de pergélisol restera stable. « Malheureusement, pour le moment, nous nous dirigeons vers un réchauffement nettement plus élevé », prévient Langer. Et la simulation correspondante, basée sur un réchauffement compris entre 4 et 6 degrés selon les régions, dresse un sombre tableau : dans ce scénario, le grand dégel se sera propagé à pratiquement toutes les régions de pergélisol d’ici 2100.