La banque d'un monde qui change

APT : Anticiper l’effet du pergélisol sur le climat

  • 02.11.2015

Les scientifiques sont unanimes : le pergélisol est une bombe climatique à retardement. Egalement appelés permafrost, ces sols gelés durant au moins deux années consécutives ont accumulé davantage de carbone que l’ensemble des réserves de combustibles fossiles que sont le pétrole, le gaz et le charbon ! Or, d’ici 2100, à cause de l’augmentation des températures, le pergélisol pourrait perdre jusqu’à 90% de sa superficie. De quoi accélérer de façon dramatique le réchauffement en cours.

Pour l’heure, aucun modèle de prévision de climat ne prend en compte cet effet pernicieux de la fonte des sols gelés. Pour une raison simple : le dégel du pergélisol et la libération de son carbone dans l’atmosphère sont encore des phénomènes mal connus. D’où l’importance du projet APT (Acceleration of Permafrost Thaw) pilotée par l’équipe franco-canadienne du laboratoire Takuvik, une unité mixte internationale entre le CNRS et l’Université Laval à Québec. 

« L’objectif de notre étude est à la fois de prévoir l’évolution thermique du pergélisol et d’estimer la quantité de carbone qui pourrait être rejetée dans l’atmosphère en fonction de l’augmentation des températures », résume Florent Dominé, le coordinateur. 

La plus grande réserve de carbone de la planète

Situés dans le grand nord Canadien, en Alaska, en Himalaya ou en Sibérie, ces sols gelés restent un point noir pour les climatologues. D’après les estimations des scientifiques, ils stockent l’équivalent d’environ 1700 milliards de tonnes de carbone, soit deux fois plus que dans l’atmosphère actuellement ! 

Ce carbone provient des restes de plantes et animaux accumulés et préservés dans ces sols durant des millions d’années. Or, une seule chose est sûre : avec le réchauffement, une partie de ces sols se dégèlent, provoquant le « réveil » des bactéries qui s’attaquent dès lors aux réserves de carbone. En le consommant, ces micro-organismes le transforment en gaz : en CO2, mais aussi en méthane, un gaz à effet de serre redoutable. Toute la question consiste donc à savoir quel volume de pergélisol risque de dégeler dans le futur. Et quelle quantité de gaz à effet de serre sera émise par ces processus de décomposition. « Quelles que soient les réponses, les scénarios de réchauffement élaborés par les scientifiques devront être revus à la hausse », prévoit Florent Dominé. Reste à savoir si cette hausse sera de l’ordre de 1°C ou de… 10°C !

Mesurer et observer le pergélisol

Afin de réduire cette énorme incertitude, l’équipe franco-canadienne du laboratoire Takuvik a déployé depuis 2012 trois stations de mesures dans le grand nord Canadien. Une quatrième sera bientôt installée. 

« Nous avons besoin d’une multitude de mesures, car la température du sol ne dépend pas uniquement de la température de l’air ! »,  précise le spécialiste de l’arctique. Par exemple, la couverture végétale modifie localement le réchauffement des sols : avec le vent, la neige s’accumule au pied des arbres et des arbustes. Or plus le manteau neigeux est épais, plus il a un effet isolant, ce qui a pour conséquence de limiter le refroidissement du sol. Par ailleurs, la couleur sombre de la végétation diminue le pouvoir réfléchissant de la neige : celle-ci renvoie donc moins de chaleur vers l’atmosphère, ce qui participe aussi au réchauffement du sol. 

Nous avons besoin d’une multitude de mesures, car la température du sol ne dépend pas uniquement de la température de l’air !

Les stations mesurent ainsi de façon automatique la température de l’air et du sol, mais aussi la vitesse du vent, le flux de lumière solaire ou encore la conductivité thermique de la neige. « Parallèlement à ces mesures, nous nous rendons 3 à 4 fois par an sur place afin d’analyser les propriétés de la neige et les variabilités spatiales. Nous observons également la couverture végétale et la hauteur de neige », précise Florent Dominé. Le glaciologue a également impliqué les communautés Inuits vivant sur place afin qu’elles réalisent de manière plus fréquente des mesures de températures du sol et de hauteurs de neige.

Umiujaq (Canada), Novembre 2014, Denis Sarrazin (Northern Studies Centre, Université Laval)

Dégradation étendue du pergélisol, 2011, Denis Sarrazin (Northern Studies Centre, Université Laval)

Bylot Island (Canada), Juillet 2013, Florent Dominé (TAKUVIK, Université Laval/CNRS)

Modéliser le dégel du pergélisol… et son effet sur le climat !

Ces éléments offriront une meilleure compréhension des processus impliqués dans le dégel du pergélisol. Une étape indispensable à l’élaboration de modèles permettant de simuler l’évolution de ces sols en fonction des paramètres tels que la température ou la végétation. 

En couplant ces simulations à des modèles sur la dynamique du carbone stocké dans les sols, les chercheurs espèrent ainsi prévoir la quantité de gaz à effet de serre émis par le pergélisol selon un réchauffement donné. Ce qui permettra au final de calculer le réchauffement supplémentaire lié au dégel du pergélisol pour les années futures.

“ Les scientifiques prévoient un réchauffement moyen de la planète de 4°C d’ici 2100. Mais si l’on prend en compte l’effet du dégel du pergélisol, on risque de devoir multiplier par 2 cette estimation ! ”

Florent Dominé

laboratoire Takuvik

A lire aussi

Toutes les actualités
Votre avis nous intéresse ! Participer à notre sondage