La surveillance des changements dans la quantité de zones humides dans les régions où le pergélisol est en train de dégeler devrait être au premier plan des efforts visant à prévoir les taux futurs de changement climatique, de nouvelles recherches montrent.

Le pergélisol, c'est-à-dire le sol gelé, contient d'énormes quantités de carbone qui peuvent être libérées dans l'atmosphère à mesure que le climat se réchauffe et que ces sols dégelent. Pour cette raison, il est extrêmement important de savoir où a lieu le dégel et quelle quantité de carbone est exposée.

Mais une nouvelle étude dit que les effets du dégel sur la libération du puissant gaz à effet de serre, méthane, peut être mieux prédit en surveillant les changements dans la superficie des zones humides plutôt qu'en étudiant la quantité de carbone qui y est exposée.

Le dégel du pergélisol est causé par le changement climatique qui réchauffe les hautes latitudes nordiques plus rapidement qu'ailleurs sur Terre. La libération de carbone du pergélisol dans l'atmosphère pourrait accélérer les taux de changement climatique, avec certaines estimations suggérant que les taux potentiels de libération pourraient rivaliser avec ceux de la déforestation tropicale. Si même une faible proportion du carbone est libérée sous forme de méthane, un gaz à effet de serre plus puissant que le dioxyde de carbone, alors la rétroaction devient encore plus importante.

Il y a environ 1 million de km ² des tourbières de pergélisol sur Terre et elles stockent environ 20 % du stock total de carbone du pergélisol qui devrait dégeler au cours de ce siècle. La vitesse à laquelle les sols organiques gelés pourraient potentiellement se décomposer est jusqu'à cinq fois supérieure à celle des sols minéraux gelés, et les tourbes sont disproportionnellement susceptibles d'être gorgées d'eau après le dégel, les conditions mêmes qui favorisent le rejet de méthane.

La nouvelle étude, Publié dans Nature Changement Climatique , ont mesuré les taux de production de méthane provenant du dégel des tourbières dans la région boréale du nord du Canada. Le dégel du pergélisol dans ces écosystèmes entraîne la formation de zones humides qui peuvent être des sources importantes de méthane. Cependant, contrairement aux attentes, il a été démontré que très peu de méthane libéré provenait de la décomposition de matériel végétal ancien qui était auparavant stocké dans le pergélisol.

En effet, les chercheurs, de l'Université d'Exeter, Université du Sussex, Université de Sheffield, Université d'Édimbourg et NERC Radiocarbon Facility au Royaume-Uni, et de la Commission géologique des Territoires du Nord-Ouest, Commission géologique du Canada et Université d'Ottawa au Canada, ont observé que les grandes quantités de méthane produites résultaient de la décomposition de la nouvelle matière organique dérivée de la végétation qui a colonisé ces milieux humides après le dégel du pergélisol.

Dr Iain Hartley, du Collège des sciences de la vie et de l'environnement de l'Université d'Exeter, a déclaré :« Nous avons découvert que les effets du dégel du pergélisol sur la libération de méthane des tourbières du nord peuvent être davantage dus aux changements dans l'étendue des zones humides, que par le méthane produit par la décomposition de la matière organique préalablement congelée elle-même.

« Identifier les facteurs les plus importants contrôlant les effets du dégel du pergélisol sur les flux de méthane, il est vraiment important de comprendre quelle est la principale source de méthane libéré. Dans les tourbières que nous avons étudiées, la contribution limitée du carbone préalablement congelé aux flux de méthane, nous dit que la dynamique de la nappe phréatique près de la surface et la productivité de la végétation actuelle sont probablement la clé de la conduite des flux dans ces systèmes. »

"Pour cette raison, nous devons améliorer nos capacités à surveiller et à prévoir les changements futurs dans l'étendue des zones humides. »

Professeur Mathew Williams, de l'École des géosciences de l'Université d'Édimbourg et responsable du projet global, a ajouté « Il existe de nouvelles possibilités d'utiliser des satellites pour surveiller l'étendue des zones humides et leurs changements au fil du temps. Cependant, prédire l'emplacement et le moment du dégel dans les régions de pergélisol - et donc le développement des zones humides - reste un défi. Le dégel est lié à la hausse des températures, mais, parce que la végétation et les sols isolent le pergélisol, les prévisions doivent également tenir compte des effets du changement climatique sur la végétation. Notre recherche doit maintenant aborder ces interactions complexes. »

Le professeur Julian Murton de l'Université du Sussex a déclaré :« Le système pergélisol-sol-végétation est complexe et sensible au changement climatique et environnemental. Alors que le réchauffement des régions forestières et de la toundra des hautes latitudes devrait se poursuivre au 21e siècle, dégel généralisé près de la surface, un pergélisol riche en glace est prévu. Cela déclenchera à son tour des changements écologiques et biogéochimiques qui eux-mêmes influenceront le changement climatique et environnemental. Certaines zones de pergélisol deviendront plus humides en surface, d'autres plus secs. La distinction entre ces zones est importante pour la modélisation des émissions de gaz à effet de serre. »