Cette histoire a été initialement publié par WIRED et est reproduit ici dans le cadre du bureau climatique La coopération.
Il y a environ 20 000 ans, le monde était si froid que d’énormes glaciers aspiraient suffisamment d’eau pour abaisser le niveau de la mer de 400 pieds. Au fur et à mesure que la mer se retirait, les terres nouvellement exposées ont gelé, formant du pergélisol, un mélange de terre et de glace qui s’étend maintenant dans le Grand Nord. Mais alors que le monde se réchauffait au climat dont nous jouissons aujourd’hui (pour l’instant), le niveau de la mer a de nouveau augmenté, inondant les bords côtiers de ce pergélisol qui reste gelé sous l’eau.
C’est une énorme variable climatique cachée que les scientifiques s’empressent de comprendre. Vous savez très bien que la destruction de terrestre Le pergélisol est une source importante de carbone pénétrant dans l’atmosphère. En dégèle, les microbes grignotent la matière organique qu’elle contient, libérant du dioxyde de carbone (si la matière est assez sèche) et du méthane (si la glace fondue forme une mare). Cela peut former une boucle de rétroaction où plus de dégel du pergélisol crée plus d’émissions qui chauffent la planète pour dégeler encore plus pergélisol. C’est un problème particulièrement important car l’Arctique se réchauffe désormais quatre fois plus vite que le reste de la planète.
Cependant, le pergélisol sous-marin reste largement inexploré en raison de son inaccessibilité – le temps de location sur un navire de recherche n’est bon marché nulle part, encore moins dans l’Arctique, et le forage d’échantillons est beaucoup plus difficile. Dans un article surprenant publié la semaine dernière dans les Actes de l’Académie nationale des sciences, une équipe internationale de scientifiques nous donne un rare aperçu de ce qui se passe là-bas. L’équipe a déployé des robots océaniques, qui ressemblent à des torpilles, au large des côtes du nord du Canada et a cartographié le fond marin avec un sonar. Les scientifiques ont répété cela plusieurs fois au cours de neuf années pour avoir une idée de la façon dont la topologie du fond marin pourrait changer et ont découvert qu’il subissait un bouleversement massif.
Le résultat est un énorme gouffre qui indique que le pergélisol sous-marin a dégelé et s’est effondré. Ce gouffre est un géant parmi des dizaines de pockmarks que les chercheurs ont trouvés au fond de la mer. Les scientifiques ont déjà documenté ce phénomène massif, appelé thermokarst, sur terre. Parce que le pergélisol est constitué de terre en suspension dans une matrice d’eau gelée, à mesure que la terre dégèle, elle rétrécit, laissant d’énormes trous dans le paysage arctique.
« Je pense qu’il est absolument remarquable qu’il y ait des endroits sur le fond marin où des changements de cette ampleur se produisent à ce rythme », déclare Charlie Paull, géologue marin au Monterey Bay Aquarium Research Institute, co-auteur de l’article. L’ensemble de l’enquête couvrait une zone de la moitié de la taille de Manhattan et comprenait 40 trous. Le géant, dit-il, « équivaut à un bloc entier de New York composé d’immeubles d’appartements de six étages ».
Pourquoi cela arrive-t-il? Sur terre, le pergélisol fond parce que les températures augmentent. Mais, dit Paull, rien ne prouve que les températures des fonds marins augmentent suffisamment pour déclencher le dégel. Il est donc probable que le dégel ne partira pas d’en haut, mais de en dessous de. Le pergélisol sous-marin forme un épais coin de plusieurs centaines de mètres de long, explique Paull. Des eaux souterraines relativement chaudes coulent en dessous, ce qui peut briser le pergélisol.
« S’il s’agit de glace de pergélisol pur, des cavités se forment puis s’effondrent », dit-il. « Nous concluons que les cavités qui se développent dans cet environnement sont une conséquence du réchauffement à long terme du fond marin dans cette zone. »
Ce long terme peu importe. Contrairement au dégel rapide sur terre, la dégradation de cette couche sous-marine a probablement évolué sur des périodes de temps beaucoup plus longues – un effet continu du réchauffement climatique depuis la dernière période glaciaire.
« Je pense que la leçon la plus importante de cet article est de se rappeler combien de temps il faut à ces systèmes pour réagir », déclare Ben Abbott, qui étudie le pergélisol à l’Université Brigham Young mais n’a pas participé à la recherche. « Vous pourriez peut-être mal interpréter cela en disant: » Oh, il n’y a rien à craindre. J’en tire en fait la conclusion inverse. Une fois que les systèmes sont en mouvement, nous avons très peu de possibilités de changer de direction. Ce n’est pas une voiture avec un volant, c’est plutôt un rocher poussé du haut d’une montagne.
Bien que ce dégel sous-marin soit probablement dû à des processus à long terme, les scientifiques craignent qu’il ne s’accélère car l’Arctique se réchauffe actuellement si rapidement. Les modèles de circulation océanique pourraient également changer, apportant encore plus d’eau chaude.
« Ainsi, le type de changements à long terme que nous constatons actuellement pourrait très bientôt être accéléré par l’intervention humaine dans le climat », déclare Abbott.
Deux grandes inconnues sont la quantité de pergélisol sous-marin et la quantité de gaz à effet de serre qu’il contient. Les scientifiques ne peuvent pas échantillonner chaque pied carré du fond marin de l’Arctique, alors ils regardent en arrière et comparent la superficie de terres découvertes lors du dernier maximum glaciaire il y a des milliers d’années et la superficie découverte aujourd’hui. Cela leur donne une idée de la quantité de pergélisol qui a pu se former puis être submergée à mesure que les glaciers fondaient et que les mers montaient là où elles se trouvent aujourd’hui. Les estimations varient, mais il pourrait y avoir environ 775 000 milles carrés de pergélisol sous-marin séquestrant peut-être des centaines de gigatonnes de carbone organique et des dizaines de gigatonnes de méthane piégé.
Le méthane est une menace sérieuse pour le climat car c’est un gaz à effet de serre 80 fois plus puissant que le CO2 (bien qu’il disparaisse beaucoup plus rapidement de l’atmosphère). Dans le pergélisol terrestre, il est produit lorsque les microbes ont de la matière organique humide à grignoter – et évidemment le fond marin est assez humide. Cependant, le méthane sous-marin provient également de gisements de gaz naturel sous-jacents qui ont fui vers le haut et sont piégés dans un réseau d’eau gelée, un solide appelé hydrate de méthane. (Il s’agit essentiellement de glace gazeuse ; elle s’enflammera même.) Ces molécules « sont simplement assises et attendent qu’un seuil de température soit dépassé, puis elles peuvent être libérées de manière assez spectaculaire », explique Abbott.
Lorsque le méthane est libéré du pergélisol sous-marin, les microbes des sédiments et de la colonne d’eau le transforment en CO2. « Cela a été décrit comme ce » bouchon microbien « qui nous protège de cette libération de méthane car il convertit le méthane, un gaz à effet de serre très puissant, en un gaz moins puissant, le CO2 », explique Abbott. « Mais il y a des questions quant à savoir si nous aurons un effondrement massif du pergélisol sous-marin – comme ce que décrit cet article – peut-être que nous libérerons plus de méthane dans des bulles. » Ce bouillonnement court-circuite l’oxydation microbienne du méthane et le libère directement dans l’atmosphère.
Il est difficile de dire exactement comment le dégel se développera, car le pergélisol sous-marin est une sorte de capsule temporelle et ne peut être comparé directement au pergélisol terrestre. « C’est cet ancien environnement ancestral qui a été essentiellement coupé par l’expansion de ces eaux océaniques », explique Merritt Turetsky, écologiste à l’Université du Colorado à Boulder qui étudie le pergélisol mais n’a pas participé à la nouvelle publication. Mais lorsque vous combinez les rejets potentiels sous-marins avec la quantité de gaz déjà connus pour être libérés de la terre – ce qui, selon Turetsky, revient à « ajouter une autre nation industrialisée au monde » – l’impact sur le climat pourrait être important.
« Nous aimons dire que ce qui se passe dans l’Arctique ne reste pas dans l’Arctique », dit-elle. Considérez la région comme le congélateur de la Terre, qui a enfermé du carbone pendant des millénaires. « Nous sommes maintenant en train de débrancher le congélateur du mur », explique Turetsky.
« Nous avons ce point chaud de réchauffement qui est un climatrefroidissement Tenu pendant des milliers d’années, mais a maintenant le potentiel de libérer tout le carbone stocké dans l’atmosphère.