Alors que les températures montent en flèche début septembre, il est clair que les étés du Colorado durent plus longtemps. Ils commencent également plus tôt, la neige des montagnes fondant en mai au lieu de juin.

Alors que le printemps se transforme en été chaque année sur Niwot Ridge, juste au nord de Nederland, les congères cèdent la place à de petits arbustes et à des lichens colorés sur cette toundra exposée, ressemblant à un récif corallien à 10 000 pieds au-dessus du niveau de la mer. Une partie du paysage sera également bientôt recouverte de ce qui ressemble plus à des tas de glaces aux pépites de chocolat.

Au cours des cinq dernières années, une petite équipe d'assistants de recherche et de bénévoles a parcouru Niwot Ridge fin mai pour préparer le terrain pour une expérience unique dans laquelle ils ont répandu 5 000 livres de sable noir sur des portions du manteau neigeux restant.

Leur objectif? Pour simuler les effets futurs pas si lointains d'une planète qui se réchauffe sur les écosystèmes alpins. Les chercheurs veulent savoir ce qui peut arriver lorsque le manteau neigeux des montagnes fond plus tôt et que l'été dure plus longtemps chaque année en raison de la hausse des températures due au changement climatique.

"Nous constatons une grande influence de ces étés plus longs. Lorsque les choses se réchauffent et fondent plus tôt, il semble que ce soient des années qui affectent vraiment le système - les plantes, les pikas et la qualité de l'eau", a déclaré Katharine Suding, chercheuse principale. du projet et professeur émérite au Département d'écologie et de biologie évolutive et à l'Institut de recherche arctique et alpine (INSTAAR). "Et la meilleure façon de comprendre ce qui pourrait arriver à l'avenir est de le tester."

L'équipe de Suding utilise du sable simple, bon marché et respectueux de l'environnement pour attirer naturellement plus de lumière solaire, chauffer la neige et la faire fondre plus rapidement. Il est composé des mêmes particules de silice vitreuse utilisées dans les foyers et les cendriers.

Chaque saison, l'équipe étend le sable sur la neige sur cinq parcelles d'essai à travers la crête, laissant un peu de neige à côté intacte. Tout au long de l'été, des dizaines d'étudiants diplômés, de bénévoles et de professeurs utilisent des capteurs de sol, collectent de la végétation et recueillent des données sur les pollinisateurs pour voir quels types de changements, le cas échéant, la fonte des neiges provoque plus tôt dans la toundra en dessous.

Le projet n'est que l'un des dizaines de projets de recherche menés par des scientifiques de CU Boulder et des institutions partenaires à la station de recherche de montagne centenaire. Cet effort fait également partie du programme de recherche écologique à long terme de Niwot.

"C'est un projet assez ambitieux", a déclaré Jennifer Morse, technicienne du climat à la Mountain Research Station, qui supervise l'exécution d'expériences comme celle-ci.

Simulation de la fonte précoce des neiges

L'accumulation de neige maximale se produit généralement vers la fin mai ou le début juin, bien que cela puisse sembler à première vue un terme impropre. Alors que la neige est encore profonde à certains endroits, nécessitant des raquettes ou des skis pour traverser, à d'autres, elle est déjà partie depuis longtemps. L'objectif est d'appliquer le sable lorsque la neige ne s'accumule plus et commence à fondre, afin que le sable qu'ils appliquent ne soit pas recouvert par des chutes de neige supplémentaires.

Ce timing constitue un exploit formidable. Le transport de 5 000 livres de sable sur la montagne à la fin du printemps nécessite l'utilisation d'un véhicule utilitaire (UTV) avec des bandes de roulement à neige, car des monticules de neige balayés par le vent et fondants le long de la route de la station aux sites s'avéreraient impossibles pour un véhicule ordinaire.

Une fois que les chercheurs ont monté ou skié la crête, ils visitent chacune des cinq parcelles d'essai au cours de quelques jours. Ils collectent d'abord des mesures d'épaisseur de neige à des intervalles définis des deux côtés de chaque parcelle d'essai, ce qu'ils feront toutes les deux semaines jusqu'à ce que la neige fonde complètement.

Les chercheurs récupèrent ensuite des sacs de 50 livres de sable noir dans les grands bacs utilisés pour les transporter jusqu'à la crête. Ils se positionnent le long des bords d'une moitié de la parcelle d'essai, en prenant soin de ne pas y entrer. Puis avec beaucoup d'enthousiasme, ils lancent des poignées de sable en l'air et sur la neige. Lorsqu'il atterrit, il s'incruste dans la matière blanche et humide comme des pépites de bonbons noirs. Ils travaillent autour de la parcelle pour vider 10 sacs de sable (500 livres par parcelle) pour créer un rectangle géant ressemblant à un pot de biscuits et de crème de la taille d'une montagne.

La méthode imite un phénomène naturel, car les tempêtes de poussière soufflent parfois une fine couche de poussière ou de sable sur la neige dans les montagnes, la faisant fondre plus rapidement. Mais tout est fait à la main pour cette expérience, et c'est un travail difficile de traîner de lourds sacs de sable, surtout à 10 000 pieds au-dessus du niveau de la mer.

"Même une chose simple ici est difficile", a déclaré Samuel Yevak, assistant de recherche professionnel et responsable de terrain en limnologie au Niwot Ridge Long Term Ecological Research (LTER), tout en dirigeant l'application de sable blanc sur plusieurs parcelles d'essai le 17 mai 2022. .

Au cours des deux mois suivants, la neige des deux côtés de la parcelle fond, mais le côté avec le sable noir fond beaucoup plus rapidement. Même une semaine plus tard, le côté avec le sable noir sur l'une des parcelles orientées sud-est avait déjà pratiquement disparu à la mi-mai.

"Le blanc reflète plus de lumière et les couleurs plus sombres absorbent plus de lumière, de sorte que le sable qui s'étale sur le dessus fera fondre la neige plus rapidement, ce qui simule une fonte précoce des neiges. Cela nous aide à réfléchir au réchauffement climatique et à la direction que nous prenons dans le l'avenir », a déclaré Yévak. "Nous allons probablement voir de plus en plus de fonte des neiges précoce."

Lorsque toute la neige fond des deux côtés, ils répandent une quantité égale de sable (500 livres supplémentaires) sur le côté contrôle de la parcelle pour annuler tout effet du sable lui-même sur leur collecte de données.

La vitesse changeante des saisons

Suding espère mieux comprendre comment cette augmentation de la vitesse de fonte des neiges affecte la végétation en dessous, le sol et l'eau en aval. Elle voit déjà quelques petits changements.

"La saison de croissance commence plus tôt, les choses verdissent plus vite et elles ont une période de croissance plus longue", a déclaré Suding. "Mais l'autre chose intéressante qui se passe, c'est que les plantes se ferment plus tôt. Ce que nous pensons qu'il se passe, c'est que les sols se dessèchent plus tôt, et c'est le stress hydrique qui met fin à la saison de croissance. Nous avançons donc le début de la saison , mais cela affecte aussi la fin de l'été."

L'expérience sur le sable noir durera encore deux ou trois ans, jusqu'à ce que le sable s'accumule suffisamment pour affecter la collecte de données. Mais le travail se poursuivra à travers les prochaines expériences que Suding et d'autres à la station de recherche de montagne utilisent pour répondre aux questions qui découlent de ce travail. L'expérience aidera également à informer ceux qui vivent en aval, y compris la ville de Boulder et son service des eaux.

"La fonte antérieure sur Niwot Ridge affecte la quantité d'eau que Boulder reçoit et la qualité de l'eau", a déclaré Suding.

Parce qu'il s'agit de l'une des zones les plus riches en biodiversité du comté de Boulder, comprendre les changements dans l'écosystème de Niwot Ridge peut aider le parc national des Rocheuses à gérer ses ressources naturelles au nord et même informer des groupes urbains comme la Denver Botanical Society pour les décennies à venir.

"Beaucoup de nos partenaires veulent prendre des décisions fondées sur des preuves quant à la manière dont ils gèrent leurs ressources naturelles", a déclaré Suding. + Explorer plus loin

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