"Ce lac n'était pas là il y a 50 ans."

Katey Walter Anthony, écologiste à l'Université d'Alaska-Fairbanks, plonge sa pagaie dans l'eau pendant que son kayak glisse sur le lac. "Il y a des années, le sol mesurait environ trois mètres de haut et c'était une forêt d'épicéas", dit-elle.

Le lac Big Trail est un lac thermokarst, ce qui signifie qu'il s'est formé en raison du dégel du pergélisol. Le pergélisol est un sol qui reste gelé toute l'année; le pergélisol de l'intérieur de l'Alaska a également d'énormes coins de glace réels enfermés dans le sol gelé. Lorsque cette glace fond, la surface du sol s'effondre et forme un gouffre qui peut se remplir d'eau. Ainsi, un lac thermokarst est né.

Walter Anthony est un chercheur qui collabore au projet Arctic Boreal Vulnerability Experiment (ABoVE) de la NASA. Elle étudie la formation de ces lacs thermokarstiques et comment ce processus est causé par et contribue au changement climatique de la Terre.

"Les lacs comme Big Trail sont nouveaux, ils sont jeunes et ils sont importants parce que ces lacs sont ce qui va se passer dans le futur", a-t-elle expliqué.

Ils rejettent également du méthane, un puissant gaz à effet de serre, dans l'atmosphère.

À première vue, Big Trail ressemble à n'importe quel lac. Mais regardez de plus près et quelque chose dérange la surface :des bulles.

Deux choses se produisent lorsque la couche de pergélisol dégèle sous les lacs :l'activité microbienne augmente et des voies se forment dans le pergélisol . Au lac Big Trail et dans d'autres lacs thermokarstiques de l'Arctique, les microbes digèrent les plantes mortes et d'autres matières organiques dans le sol précédemment gelé dans un processus qui produit du dioxyde de carbone et du méthane. Plus rarement, le dégel du pergélisol peut former des "cheminées" sous les lacs qui permettent au méthane et à d'autres gaz - auparavant piégés profondément sous terre - de s'échapper. Cette libération de méthane "géologique" se produit au lac Esieh, un autre des sites d'étude ABoVE de Katey Walter Anthony. Dans tous les lacs thermokarstiques, les gaz bouillonnent à la surface du lac et se libèrent dans l'atmosphère.

"À Big Trail Lake, c'est comme ouvrir la porte de votre congélateur pour la première fois et donner toute la nourriture de votre congélateur aux microbes pour qu'ils se décomposent. En la décomposant, ils crachent du méthane", explique Walter Anthony. Elle se penche et pousse sa pagaie dans le sol spongieux sous l'eau, provoquant l'éruption de grappes de bulles de méthane à la surface.

Lorsque le lac gèle en hiver, les bulles peuvent empêcher la glace de se former et créer des poches d'eau libre qui continuent d'émettre du méthane tout au long de la saison. Dans d'autres régions, les bulles de méthane créent des dômes de glace gelés à la surface du lac.

"Une fois que la glace s'est formée sur ces lacs, les bulles de méthane qui montent gèlent dans la glace", explique Franz Meyer, scientifique en chef à l'Alaska Satellite Facility à Fairbanks. Meyer est également l'un des scientifiques en chef de NISAR, un satellite conjoint de la NASA et de l'ISRO qui étudiera notre planète. L'un des instruments qui seront sur NISAR est un radar similaire à l'instrument que l'équipe ABoVE survole les régions arctiques et boréales pour étudier le sol, la glace et les lacs en dessous.

"Ces bulles que nous voyons dans la glace modifient la façon dont le signal radar interagit avec la surface de la glace", explique-t-il. Le radar peut détecter la rugosité - comme des bulles de méthane gelées - à la surface de la terre, de la glace et de l'eau en dessous. Les lacs thermokarstiques avec une rugosité élevée, ou plus de bulles, ont tendance à avoir des émissions de méthane plus élevées que les lacs lisses. La combinaison des données radar aéroportées avec les mesures recueillies sur le terrain permet aux scientifiques d'estimer la quantité de méthane émise par les lacs dans une grande région.

Walter Anthony dit qu'elle a quelque chose à nous montrer et pagaie vers ce qui ressemble à un déchet :une bouteille en plastique à l'envers qui sort de l'eau. C'est un dispositif de collecte de méthane, dit-elle, expliquant que la bouteille emprisonne le méthane lorsqu'il bouillonne dans l'eau. Walter Anthony tourne une valve et recueille un échantillon de gaz dans une bouteille plus petite, que son équipe analysera chimiquement pour déterminer l'âge et les concentrations des différents gaz à l'intérieur.

Mais il existe un moyen plus rapide de savoir si le lac libère du méthane.

Walter Anthony opens the valve, lights a match, and holds it to the opening. A burst of flame ignites. She lets the flame burn for a few seconds and then turns off the valve. It's like a more extreme version of lighting a gas stove.

There are millions of lakes in the Arctic, but only the newer ones are releasing high amounts of methane. That's because most Arctic lakes are hundreds or thousands of years old. Those lakes used to be just like Big Trail Lake, but the microbes there have since run out of permafrost organic matter to decompose, and instead are emitting methane from more modern carbon sources. That means the older lakes are no longer emitting as much old methane.

"So what's a concern for the future, when we think about permafrost carbon feedback, are areas that are newly thawed," says Walter Anthony. Just like Big Trail Lake. + Explorer plus loin

New technique uses radar to gauge methane release from Arctic lakes