Pendant la guerre froide, les États-Unis et l'Union soviétique s'espionnaient régulièrement à l'aide d'avions de reconnaissance à haute altitude et de satellites spatiaux.

Après la dissolution de l'Union soviétique, les États-Unis ont déclassifié des dizaines de milliers d'images obtenues à partir de ses deux principaux programmes de satellites espions, Couronne et Gambit. Beaucoup de ces photographies très détaillées, prises de 1960 à 1984, sont de la toundra massive et relativement peu étudiée de la Sibérie occidentale. Le gouvernement cherchait des installations militaires et des arsenaux nucléaires, mais il a trouvé la plupart du temps sous-développé, terrain sauvage.

Il est apparu aux scientifiques environnementaux de l'Université de Virginie que l'imagerie est une mine d'informations pour mieux comprendre comment la végétation dans les régions de la toundra peut être modifiée en raison du changement climatique et d'autres facteurs.

"Ces images d'espionnage sont une mine d'or comme point de référence, ", a déclaré le professeur de sciences de l'environnement Howie Epstein.

Il a supervisé une étude comparant d'anciennes photographies d'espionnage de 1960 aux années 1980 avec des images environnementales du même terrain réalisées ces dernières années à partir de capteurs satellites commerciaux. « Nous sommes en mesure de regarder exactement les mêmes endroits, dans les moindres détails, sur plusieurs décennies, " il a dit.

Epstein et son étudiant diplômé, Gérald Frost, qui a mené l'étude dans le cadre de son doctorat. thèse, suivi 11 sites en Sibérie à travers un demi-siècle d'imagerie, et ont pu distinguer l'expansion de grands arbustes comme l'aulne, saule, bouleau et pin nain. Ils ont découvert que les grands arbustes et arbres avaient étendu leur aire de répartition dans certaines zones jusqu'à 26 pour cent depuis les années 1960, bien que l'expansion globale ait été moins spectaculaire.

"Nous savons d'après les données satellitaires d'observation de la Terre que l'Arctique se verdit généralement depuis environ 35 ans, " a déclaré Epstein. "Mais la toundra sibérienne n'avait pas été observée d'aussi près jusqu'à relativement récemment. Nous savons maintenant qu'il y a eu beaucoup de verdissement là-bas, trop, avec de grands arbustes et une végétation ligneuse. La végétation est devenue à la fois plus haute et s'étendant dans l'espace et dans l'aire de répartition."

Cela pourrait être attribuable au changement climatique, il a dit - spécifiquement, un réchauffement généralisé du climat de la toundra – mais c'est aussi plus complexe que cela.

Au fur et à mesure que l'arbuste augmente sa distribution, il crée son propre effet de réchauffement en absorbant la chaleur, plutôt que de refléter la chaleur comme le fait la neige, entraînant un réchauffement supplémentaire et perpétuant l'effet. Cela modifie également la répartition de la neige dans le paysage, l'équilibre des espèces végétales et animales dans les zones réchauffées, et les rapports normaux des plantes aux herbivores. Au fur et à mesure que la distribution des espèces change, il modifie également la quantité de carbone recyclé dans l'air, végétation et sol, qui à son tour affecte le climat.

Epstein et Frost - maintenant un scientifique avec ABR Inc., une société de recherche et de services environnementaux à Fairbanks, Alaska - ont également mené des études au sol dans certaines des mêmes zones qu'ils ont observées via l'imagerie satellite. Une partie de leur travail sur le terrain se déroule dans une région éloignée près de Kharp, dans le nord-ouest du centre de la Russie. Depuis plusieurs étés, ils ont pu sécuriser les trajets d'un vieux véhicule blindé à chenilles à travers la toundra jusqu'aux sites exacts qu'ils avaient examinés sur les photographies, leur permettant de "fonder la vérité, " en effet, ce qu'ils avaient vu dans l'imagerie satellite.

« Nous avons constaté que les arbustes utilisaient des taches nues circulaires sur le sol, naturellement causées par le gel et le dégel, s'étendre à travers le paysage, " a déclaré Epstein. " En utilisant ces zones nues pour l'expansion, les arbustes profitaient de l'absence de concurrence des autres espèces. Les arbustes poussent rapidement et ont des racines dures."

Mais alors que la végétation s'est clairement étendue dans la toundra au cours des dernières décennies, comme documenté par les anciennes images d'espionnage et les nouvelles données commerciales, Epstein a déclaré que le "verdissement" dans certains endroits pourrait maintenant s'inverser.

« On commence à constater un brunissement de la toundra depuis quelques années, " at-il dit. " La progression de la croissance peut être en train de s'inverser. Nous ne savons pas encore pourquoi, mais il est clair que la dynamique de la végétation est plus complexe dans la toundra qu'on ne le pensait auparavant. Nous avons encore beaucoup de travail à faire pour comprendre les changements dans l'Arctique et comment cela affecte et est affecté par les changements du climat mondial. »