Mieux comprendre le pergélisol et ses dangereuses réserves de carbone

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À l’instar de détectives, des scientifiques de l’Argonne National Laboratory étudient des indices découlant de la libération de carbone dans des régions où fond le pergélisol, combinant des informations pour créer des cartes détaillées permettant de prédire les impacts de la hausse des températures mondiales sur les futures émissions de gaz à effet de serre.

En fait, le relâchement du carbone emmagasiné dans le pergélisol, ce sol normalement gelé en permanence, correspond à la définition même d’un cercle vicieux: une cause et un effet réciproques dans le cadre duquel deux éléments ou davantage s’intensifient et s’empirent mutuellement, dégradant la situation.

Les régions couvertes par le pergélisol, soit des endroits où les températures souterraines demeurent sous le point de congélation pendant au moins deux années consécutives, contiennent de grandes quantités de carbone organique qui se décompose et se retrouve dans l’atmosphère. Le rythme de ce relâchement s’est accru avec les changements climatiques, alors que ces régions se réchauffent rapidement et que le sol décongèle à de plus grandes profondeurs durant l’été.

Le relâchement du carbone stocké, sous forme de gaz à effet de serre – du dioxyde de carbone et du méthane – dans l’atmosphère entraîne un accroissement du réchauffement et donc davantage d’émissions de carbone.

Pour aider à comprendre ce cycle, les scientifiques ont besoin d’examiner précieusement la capacité de ces stocks de carbone à accélérer le réchauffement climatique en mesurant à quel point des gaz à effet de serre sont émis par la décomposition du pergélisol.

Le travail des chercheurs, dirigé par Julie Jastrow et Roser Matamala, de l’Argonne National Laboratory du département américain de l’Énergie, et publié dans Science Advances, s’est concentré sur la quantification de la quantité de carbone stocké dans les sols touchés par le pergélisol. Plus spécifiquement, les scientifiques se sont intéressés à l’endroit, dans les couches de sol, où le carbone est stocké.

Puisque le sol contient plus des deux tiers du carbone terrestre de la planète, soit plus de deux fois la quantité de carbone contenu dans l’atmosphère, celui-ci joue un rôle important dans le cycle carbone de notre monde. La plus grande part de ce carbone est de la matière organique formée à mesure que les plantes mortes se décomposent et que des débris microbiens s’accumulent pendant des périodes allant de plusieurs décennies à des milliers d’années.

L’équipe de recherche a employé de grandes quantités de données et des méthodes d’analyse géospatiale pour développer des cartes en haute définition du stockage et la distribution du carbone dans le sol, et ce, à différentes profondeurs du pergélisol de diverses régions de l’hémisphère nord.

Les scientifiques ont ainsi identifié les conditions environnementales, comme la température, les précipitations, la topographie ou la végétation, qui permettent de prédire les quantités de carbone dans le sol des régions touchées par le pergélisol.

Informations essentielles

Les résultats de leurs démarches permettent de compter sur des données de référence qui seront essentielles pour mettre au point des modèles visant à prédire la quantité et le type de gaz à effet de serre relâchés à mesure que le pergélisol dégèle.

En raison des plus grandes quantités de carbone se trouvant dans les régions affectées par le pergélisol, l’état spécial du sol ralentissant la décomposition des plantes, animaux et autres sources de carbone, et dû à l’air plus raréfié de ces zones, les hausses de température sont plus rapides que dans d’autres régions du monde.

Selon les prédictions des modèles climatiques, le relâchement de carbone provoqué par la fonte du pergélisol va se poursuivre au-delà de la fin du siècle actuel.

« Dans l’ensemble, ce nouveau portrait de la façon dont les vastes quantités de carbone organique stockées dans le pergélisol sont réparties à travers une bonne partie des régions les plus froides de la planète aidera à améliorer la capacité des modèles climatiques à prédire l’impact de la hausse des températures à l’échelle mondiale en fonction des futures émissions de gaz à effet de serre en provenance de ces régions soumises à des transformations rapides », a dit Mme Jastrow.

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