De nouvelles preuves inquiétantes indiquent que les sols arctiques libèrent du carbone stocké depuis longtemps

Mardi, des scientifiques ont publié de nouveaux éléments indiquant que du carbone ancien, voire très ancien, extrait de l’atmosphère et stocké dans le corps des plantes il y a des centaines ou des milliers d’années, est à nouveau libéré dans les sols de la région arctique.

Il s’agit d’un indicateur potentiellement inquiétant du fait que ces sols “permafrost” pourraient déjà aggraver le problème du changement climatique.

Toutefois, les scientifiques s’interrogent encore sur la quantité de carbone ancien que les sols arctiques devraient libérer normalement, même en l’absence de changement climatique, ce qui laisse planer un doute sur la signification ultime de ces résultats.

La nouvelle étude, qui a été publiée dans la revue Environmental Research Letters, a utilisé la datation au radiocarbone pour examiner le contenu des eaux des rivières et des lacs dans les Territoires du Nord-Ouest du Canada en 2014.

Elle a constaté une prévalence croissante de carbone et de dioxyde de carbone dissous plus anciens dans les eaux à mesure que l’été avançait. Les chercheurs ont également découvert un cas de carbone dans le gaz méthane qui avait plus de 2 000 ans.

Ces nouveaux travaux ne sont pas définitifs sur la question de l’augmentation des émissions de carbone du pergélisol, mais il faut s’en inquiéter, a déclaré Joshua Dean, auteur principal de l’étude et chercheur à l’université Vrije d’Amsterdam.

“Je dirais que si vous regardez quelque chose qui a entre plusieurs centaines et un millier d’années, alors vous devez commencer à vous demander si cela devrait sortir de ce type de système”, a déclaré Dean, qui a publié les travaux avec 11 collègues d’universités et d’institutions en Grande-Bretagne.

Pendant des milliers d’années, l’Arctique a stocké des quantités massives de carbone, car les plantes sont mortes mais ne se sont pas complètement décomposées en raison des températures froides de la région.

Au lieu de cela, leurs racines et autres parties de plantes ont été préservées dans le sol gelé. Des couches successives de sol arctique se sont accumulées, représentant une sorte de capsule temporelle, les couches les plus anciennes, et le carbone le plus ancien, se trouvant généralement aux plus grandes profondeurs.

À mesure que le climat se réchauffe et que le pergélisol dégèle, une quantité de plus en plus grande de carbone ancien sera décomposée par les microbes et libérée sous forme de dioxyde de carbone ou de méthane, ce qui pourrait réchauffer considérablement la planète. Mais on ne sait pas exactement quelle quantité de carbone est vulnérable ni à quelle vitesse une telle libération pourrait se produire.

C’est là qu’interviennent les nouvelles recherches. Les scientifiques connaissent la vitesse précise à laquelle une variante du carbone présent dans l’atmosphère, le carbone 14, se désintègre en une autre variante.

Ainsi, en déterminant les ratios de ces types de carbone dans des échantillons prélevés dans l’Arctique, ils peuvent déterminer à quel moment le carbone a été extrait de l’atmosphère et introduit dans une plante – son “âge”

Cette nouvelle recherche fait partie d’une série d’études qui ont utilisé cette méthode pour détecter le vieux carbone émergeant des lacs ou des rivières de l’Arctique, ou des sols de l’Arctique, depuis au moins 2009.

Dans un article publié cette année-là, Ted Schuur, de l’université Northern Arizona, et ses collègues ont trouvé du carbone plus ancien émergeant des régions de pergélisol dégelé dans le bassin versant du lac Eight Mile, dans la chaîne de l’Alaska.

Depuis, une étude de 2016 parue dans Nature Geoscience a examiné des lacs arctiques dans plusieurs régions et a constaté que “l’âge du méthane provenant des lacs est presque identique à l’âge du carbone du sol du pergélisol qui dégèle autour d’eux.”

Pendant ce temps, une étude de 2018 dans Nature Climate Change a constaté que les émissions de dioxyde de carbone et de méthane des lacs de l’Alaska provenaient principalement du carbone qui avait été fixé par les plantes au cours des 3 000 à 4 000 dernières années, mais aussi qu’un petit pourcentage était encore plus ancien que cela.

Et puis il y a cette dernière étude, qui visait à établir une mesure de base de la quantité de carbone ancien qui se déverse dans les eaux de la région des Territoires du Nord-Ouest.

Déterminer si ces quantités sont inhabituelles, ou si les niveaux changent, reste un travail ultérieur, a déclaré Dean.

Alors, à quoi tout cela correspond-il ? C’est la grande question.

Schuur a déclaré dans un courriel que ces études, “prises dans leur ensemble”, suggèrent que “l’augmentation de la libération de carbone ancien est une empreinte digitale de l’évolution du cycle du carbone dans l’Arctique”

“Bien sûr, l’ampleur importe, mais je pense que le concept de carbone ancien entrant dans le cycle du carbone moderne est important et indique un changement par rapport au statu quo”, a ajouté M. Schuur.

Cependant, d’autres chercheurs ont eu des interprétations différentes.

“Oui, nous pouvons détecter du vieux carbone dans ces systèmes, mais il faut savoir si c’est ce que nous nous attendions à voir se produire de toute façon, simplement sur la base du cycle naturel du carbone”, a déclaré Dean, l’auteur principal de la toute nouvelle étude.

on ne sait pas encore très bien ce qui constitue un “scénario de régime permanent” pour divers écosystèmes arctiques, et plus précisément à quoi ressemblerait un écart par rapport au cycle du carbone prévu dans un environnement non perturbé”, ont déclaré Clayton Elder et Claudia Czimczik, chercheurs à l’université de Californie à Irvine qui ont mené l’étude de Nature Climate Change, dans une déclaration envoyée par courrier électronique.

Les chercheurs ont également suggéré que le fait de considérer le carbone du pergélisol d’un âge particulier comme vieux ou jeune peut dépendre en partie du type d’environnement arctique duquel il émerge, et dans certains cas, il peut ne pas être vraiment “vieux” ou “ancien” avant d’avoir vieilli de 5 000 à 10 000 ans.

L’une des raisons pour lesquelles il est difficile de trouver une preuve irréfutable dans ce domaine est un phénomène appelé “cryoturbation”, qui désigne “un mélange des couches de sol dû au processus saisonnier de gel et de dégel, qui fait remonter le vieux carbone et descendre le jeune carbone dans la colonne de sol”, a déclaré Anna Liljedahl, professeur à l’université d’Alaska à Fairbanks, qui étudie les écosystèmes arctiques. Elle n’a pas participé à l’étude.

Néanmoins, Dean a déclaré que même si son étude ne peut pas prouver clairement que l’Arctique s’est déplacé de manière à libérer plus de carbone ancien, ses résultats sont préoccupants. “C’est certainement un signe d’avertissement pour l’avenir”, a-t-il déclaré.

Liljedahl est d’accord. “Je pense qu’ils sont sur une piste. D’autres études comme celles-ci renforceraient l’histoire et les preuves”, a-t-elle déclaré par courriel.