Le sol de l'Arctique rejette de grandes quantités de CO2

Le carbone emprisonné par le pergélisol en Arctique est de plus en plus mis au jour. D’après une étude récente, le carbone enfoui est extrêmement sensible au Soleil et libère une grande quantité de dioxyde de carbone dans l’atmosphère. Et plus rapidement qu’on le pensait.

L’Arctique est une des régions du monde les plus étudiées par les climatologues. Elle cache pourtant encore de nombreux secrets. Les scientifiques scrutent principalement la dynamique de fonte de la zone polaire. Dans un rapport plutôt alarmant paru en décembre 2012, les chercheurs de la NOAA avaient fourni par exemple un bilan complet sur la température et l’expansion de la fonte de l’Arctique.

Ainsi, l’étude de la fonte de la glace en Arctique constitue le centre d’intérêt de nombreux laboratoires de climatologie. Ce qui l’est moins, c’est l’influence de la fonte sur le cycle du carbone. Pourtant, la dégradation du pergélisol augmente les émissions de dioxyde de carbone dans l’atmosphère. Une équipe américaine, dont les résultats sont publiés dans les Pnas, s’est concentrée sur l’influence de la fonte des sols gelés sur le largage de CO2.

Chaque printemps, les écoulements d’eau liés à la fonte du pergélisol déplacent une grande quantité de carbone des terres vers l’océan. Lorsque la matière organique du sol est emportée par l’eau de fonte, son carbone est oxydé par des bactéries. Si bien que la transformation bactérienne représente 40 % des émissions de dioxyde de carbone de l’Arctique vers l’atmosphère. Depuis quelques décennies, en réponse au changement climatique, le paysage arctique et la toundra voisine se transforment.

L’augmentation de la fonte des glaces génère des thermokarsts, des zones où le pergélisol est dégradé. L’équipe scientifique s’est intéressée à sept thermokarsts d’Alaska au voisinage de lacs. Ils ont prélevé et analysé des échantillons de matière organique dissoute colorée, comme la lignine. L’idée est que plus on s’approche des surfaces terrestres qui contiennent du carbone organique, plus les échantillons seront colorés. En outre, sur six de ces sites, les échantillons ont été irradiés par la lumière UV.

Étonnamment, les échantillons de thermokarsts ne contenaient que de faibles niveaux de matière organique dissoute. Cela signifie qu’il y a une importante différence entre le carbone acheminé jusqu’à l’océan par les eaux de fonte et le carbone des thermokarsts. Plus précisément, le craquèlement du pergélisol met au jour du carbone enfoui depuis des milliers d’années, très différent du carbone drainé par l’eau de fonte.

De plus, les échantillons passés sous rayons UV se révèlent être 40 % plus sensibles à la transformation photochimique et biochimique en CO2 que le carbone organique libéré dans l’eau. Rose Cory, principale auteure de la publication, en explique les conséquences. « Cela signifie que le carbone sortant de ces sites est plus réactif que le carbone qui s'écoule de la couche active du pergélisol. Il est alors possible que les stocks considérables de carbone dans ces sols puissent être une rétroaction positive pour un réchauffement climatique plus important. »

Il faut encore quantifier ces échanges de dioxyde de carbone entre les thermokarsts et l’atmosphère. Mais si le carbone enfoui dans les profondeurs de l’Arctique est effectivement plus réactif que le carbone organique en surface, son rôle dans le cycle du carbone est à craindre : le pergélisol de la zone arctique fond extrêmement rapidement.