Au cours des 50 dernières années, la région arctique s’est réchauffée trois fois plus vite que le taux moyen de réchauffement planétaire. Ce réchauffement dégèle le pergélisol, le sol arctique gelé en permanence. De nouvelles recherches publiées dans Communication Nature a révélé que les précipitations estivales extrêmes accélèrent ce processus. Alors que les événements pluvieux extrêmes deviennent plus fréquents grâce à un climat plus chaud, le pergélisol peut fondre encore plus rapidement que sous l’influence de la seule hausse des températures.
Le pergélisol est à la base des écosystèmes arctiques et des établissements humains qui y vivent. Lorsque le pergélisol dégèle, le sol perd sa capacité portante. De plus, le carbone organique stocké dans le sol gelé se décompose plus facilement en gaz à effet de serre, comme le CO2 et le méthane, qui contribuent au réchauffement climatique. La libération de gaz à effet de serre par le dégel du pergélisol provoque ce que l’on appelle une boucle de rétroaction positive, un processus qui s’auto-renforce.
Mais en plus de la température, les précipitations dans la région arctique augmentent également. En hiver, cela a un impact négatif sur le pergélisol. Une couche de neige plus épaisse en hiver a un effet isolant et protège le pergélisol de l’air extrêmement froid, de sorte qu’il ne se refroidit pas autant. Mais on savait peu de choses sur l’effet des précipitations en été.
Expérience de pluie
Des chercheurs du groupe de la chaire Plant Ecology & Nature Management de l’Université de Wageningen (WUR) ont mené une expérience d’irrigation sur la toundra sibérienne du nord-est pour étudier les effets des précipitations estivales extrêmes sur le pergélisol. doctorat La candidate Rúna Magnússon a sélectionné 20 sites de surveillance et a utilisé des arroseurs pour donner de l’eau supplémentaire à la moitié des sites. L’expérience a simulé les effets d’un seul été extrêmement humide. Les sites ont été surveillés pendant plusieurs années pour la profondeur de dégel du pergélisol et d’autres caractéristiques du sol et de la végétation.
En moyenne, le pergélisol a dégelé 35 % plus rapidement dans les sites irrigués, laissant une plus grande quantité de sol sensible à la décomposition du carbone du sol en gaz à effet de serre. Une découverte importante était que l’effet d’un été extrêmement humide a duré plusieurs années; même deux ans après le test de gicleurs, le pergélisol sous les sites irrigués dégèle encore plus rapidement. Une analyse de modèle supplémentaire en coopération avec des chercheurs de l’Université de Stockholm a révélé que le pergélisol dégèle particulièrement rapidement pendant les périodes de fortes précipitations combinées et de températures élevées de l’air. « Nous n’étions pas surpris que le pergélisol fonde à une plus grande profondeur pendant les étés humides, mais que l’effet soit si extrême et dure plusieurs années était vraiment inattendu », explique Magnusson.
Risque de sous-estimation du changement climatique
Comme les précipitations devraient augmenter et que les précipitations extrêmes deviendront plus fréquentes dans les régions arctiques qui se réchauffent, ces résultats sont de mauvaises nouvelles pour le pergélisol. « Si nous ne prenons en compte que des températures plus chaudes, nous sous-estimerons la quantité de pergélisol qui fond en raison du changement climatique, et la quantité supplémentaire de CO2 et de méthane libérée », explique Magnusson. « Mais il est difficile de représenter de manière réaliste l’effet de telles précipitations extrêmes sur le dégel du pergélisol et les émissions de gaz à effet de serre dans les modèles climatiques. Cela pourrait nous conduire à sous-estimer les futures émissions de gaz à effet de serre causées par le dégel du pergélisol, et donc nos objectifs d’émissions pour rester dans les limites d’un – et demi ou deux degrés de réchauffement climatique peuvent s’avérer trop optimistes. »
Les recherches futures révéleront, espérons-le, dans quelle mesure la sensibilité du pergélisol à la pluie varie d’une région à l’autre, de sorte que des estimations plus fiables du dégel futur du pergélisol puissent être faites.
Rúna Í. Magnússon et al, Les événements estivaux extrêmement humides renforcent le dégel du pergélisol pendant plusieurs années dans la toundra sibérienne, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-29248-x