La glace est vue ici sous le sol de pergélisol au Spitzberg, la plus grande et la seule île de l'archipel du Svalbard en Norvège peuplée en permanence. SeppFriedhuber/Getty Images En 2010, une carcasse de mammouth laineux a été découverte en Sibérie près de la côte de la mer de Laptev. Surnommé « Yuka, " la bête éteinte depuis longtemps est morte vers 28, il y a 000 ans. Pourtant, son corps était étonnamment bien conservé, complet avec des taches de fourrure rougie, un cerveau qui était en grande partie intact et des structures cellulaires semblables à des noyaux.
Comment son cadavre a-t-il tenu si longtemps sans pourrir ? La réponse courte est, Yuka était gelé, mais pas à l'intérieur d'un glacier ou d'un iceberg. Après la mort, Yuka s'est enfermé dans une couche de ce qu'on appelle le pergélisol.
Comme nous le savons, l'eau gèle à 32 degrés Fahrenheit (0 degrés Celsius). Le pergélisol est tout matériau broyé — comme le sol, sédiments et roches — qui restent à des températures égales ou inférieures au point de congélation pendant au moins deux années consécutives. On sait qu'environ 25 pour cent de toute la superficie de l'hémisphère nord contient du pergélisol.
C'est le paléontologue américain Siemon W. Muller qui a inventé à l'origine le terme « permafrost, " un portemanteaux des mots "permanent" et "gel". Malgré ce nom, le pergélisol ne dure pas éternellement. Grâce au changement climatique, il a décongelé en grande quantité. Cela a de sérieuses ramifications pour l'environnement et l'économie.
En général, le pergélisol a tendance à se produire dans des endroits où la température moyenne de l'air est de 0° Celsius (32° Fahrenheit) ou moins chaque année. Selon le Centre national de données sur la neige et la glace, la majeure partie du pergélisol de l'hémisphère nord se situe entre les hautes latitudes de 60 et 68 degrés nord. Sibérie, Canada, L'Alaska et certaines parties de la Scandinavie sont chargées de ce gazon glacial.
Plus au sud, le pergélisol a tendance à se trouver dans les zones de haute altitude - comme le plateau tibétain, la chaîne de montagnes Hindu-Kush et les Alpes suisses. Le pergélisol n'est pas aussi répandu sous l'équateur, mais il sous-tend certaines parties de la Nouvelle-Zélande, les montagnes des Andes et l'Antarctique.
Tout comme ses emplacements varient, sa composition aussi; ce n'est pas uniforme. Certaines sections sont sans glace, tandis que d'autres sont constitués de plus de 30 pour cent de glace. De même, la profondeur, l'âge et l'étendue du pergélisol peuvent varier considérablement.
Souvent, le pergélisol se trouve sous une « couche active » de sol, qui décongèle et recongèle de façon saisonnière. Le pergélisol lui-même peut mesurer de moins de 3,2 pieds (1 mètre) d'épaisseur à plus de 4, 921 pieds (1, 500 mètres) d'épaisseur.
Et cela peut devenir inégal. Le nord de l'Alaska occupe une « zone de pergélisol continu ». Cela signifie que le pergélisol est sous-jacent à plus de 90 pour cent du terrain local. Mais à des latitudes plus basses, c'est une autre histoire. Presque tout au sud de la chaîne de montagnes Brooks se trouve dans une « zone de pergélisol discontinu ». Ici, le pergélisol réside sous un plus petit pourcentage de la surface du sol.
Le mammouth laineux Yuka a été découvert dans le pergélisol sibérien près de la côte de la mer de Laptev 28, 000 ans après sa mort. Avec l'aimable autorisation d'Anastasia Kharlamova
Aussi contre-intuitif que cela puisse paraître, la neige est un très bon isolant. Alors, quand d'épaisses couvertures restent toute l'année, ils pourraient garder le sol trop chaud pour le pergélisol. De même, dans les endroits où le pergélisol existe déjà, des couches isolantes de neige superficielle sont susceptibles de la réchauffer.
Mais alors que la neige est un obstacle, la tourbe est une aubaine. Répandu dans et autour du sud de l'Arctique, la tourbe est une sorte de substrat composé de matière organique partiellement décomposée (par exemple, des mousses et des plantes marécageuses). Dans l'ensemble, le sol en dessous est maintenu au frais, à l'abri de la chaleur solaire. Ainsi, la tourbe protège le pergélisol.
Les forêts sempervirentes donnent un coup de main, trop. Avec leurs branches épaisses, les pins limitent la quantité de soleil et de neige qui frappe la surface du sol. Dans le processus, les conifères aident à empêcher le pergélisol de dégeler. Il n'est donc pas étonnant que le pergélisol soit courant sous les pins groupés dans les zones de haute altitude et de haute altitude.
L'arrangement est mutuellement avantageux. Étant donné que l'eau liquide ne peut pas s'infiltrer à travers le pergélisol dur, il agit comme une barrière de drainage. L'eau non gelée qui est absorbée dans la couche active y est piégée. Interdit de voyager plus profondément dans la terre, cette eau soutient certaines des plantes qui vivent à la surface.
Parfois, le pergélisol se forme de concert avec le sol lui-même. Quand cela arrive, la température des sols nouvellement déposés, les sédiments et les roches atteignent très rapidement 32 degrés Fahrenheit (0 degrés Celsius). D'autre part, le pergélisol peut également se développer lorsqu'un échantillon existant de sol non gelé est refroidi du niveau de la surface vers le bas.
Au minimum, le pergélisol de Prudhoe Bay, L'Alaska est estimé à 500, 000 ans. Et une partie du pergélisol sous le territoire canadien du Yukon pourrait dépasser 700, 000 ans.
A l'intérieur de ce dernier, les scientifiques ont trouvé une ancienne jambe de cheval - complète avec des échantillons d'ADN. Le pergélisol peut conserver toutes sortes de matières organiques sur de longues périodes de temps. En 2012, Des scientifiques russes ont en fait régénéré des plantes vivantes de la toundra à partir de fruits de l'ère glaciaire qui avaient été enfermés dans le pergélisol pendant environ 30, 000 ans.
Malheureusement, au dégel du pergélisol, que la matière organique piégée se décompose, rejetant du carbone et du méthane dans l'atmosphère. Ces gaz exacerbent le changement climatique. Et la mauvaise nouvelle, c'est selon une étude de 2019 publiée dans Nature Communications, divers dépôts de pergélisol dans le monde se sont réchauffés d'environ 39,7 à 32,8 degrés Fahrenheit (0,39 à 0,1 degrés Celsius) entre 2007 et 2016.
À l'heure actuelle, environ 1,7 milliard de tonnes (1,6 milliard de tonnes métriques) de carbone sont piégés dans le pergélisol. Les scientifiques ne savent pas quelle quantité de ce produit sera rejetée dans l'atmosphère si les tendances actuelles de dégel se poursuivent - ou à quelle vitesse il s'échappera. Mais certaines projections ne sont pas encourageantes.
Pour empirer les choses, quand le pergélisol dégèle, cela peut déstabiliser le paysage. Dans la ville de Norilsk, La Russie seule, plus de 100 bâtiments résidentiels ont été endommagés parce que le pergélisol autrefois solide sous eux se ramollit. Le réchauffement du pergélisol a également déclenché des glissements de terrain, lacs asséchés et routes déchirées.
MAINTENANT, c'est incroyableVous vous souvenez du mammouth laineux Yuka trouvé dans le pergélisol sibérien en 2010 ? Elle était si bien conservée qu'au début de 2019, les scientifiques ont en fait pu extraire 88 structures de type noyau de ses cellules et tenter de les « ramener » à la vie. L'équipe a injecté les noyaux dans des cellules ovariennes de souris, et bien que les cellules ne se soient jamais complètement divisées, ils ont terminé le processus appelé "assemblage de la broche, " qui est l'étape confirmant que les chromosomes s'attachent aux structures du fuseau avant que la cellule mère ne se divise en deux cellules filles. Des trucs plutôt cool !
