Une saison anormale de fonte glaciaire intense en 2002 a déclenché de multiples changements distincts dans les caractéristiques physiques et biologiques des vallées sèches de McMurdo en Antarctique au cours de la décennie qui a suivi, de nouvelles recherches menées par l'Université du Colorado montrent Boulder.

Les résultats suggèrent que même brusque, des événements climatiques de courte durée peuvent provoquer des altérations à long terme dans les régions polaires qui se déroulent sur plusieurs années et modifient par la suite la trajectoire globale d'un écosystème.

La nouvelle recherche paraît aujourd'hui dans la revue Écologie et évolution de la nature .

Les McMurdo Dry Valleys (MDV) sont la plus grande région libre de glace de l'Antarctique et sont considérées comme un environnement désertique polaire en raison de leur faible humidité et de leurs précipitations rares. Maintenant dans sa 25e année, La recherche écologique à long terme (LTER) de McMurdo Dry Valleys de la National Science Foundation a fourni un enregistrement continu de plusieurs décennies de données atmosphériques et écologiques sur le site de recherche MDV.

Entre 1987 et 2000, la région du MDV a connu une période de refroidissement, au cours de laquelle les températures estivales moyennes diminuaient régulièrement tandis que le rayonnement solaire augmentait progressivement. La tendance a entraîné les changements attendus de la plupart des variables biologiques, y compris la diminution du débit et l'augmentation de l'épaisseur des couvertures de glace permanentes sur les lacs.

En 2002, cependant, le MDV a connu une saison estivale anormalement chaude et ensoleillée, déclenchant la plus grande quantité d'eau de fonte glaciaire depuis 1969. L'événement brutal a provoqué de nombreux changements dans les lacs, cours d'eau et les sols du MDV au cours de la décennie suivante.

"Cette année d'inondation a été le point de pivot, " a déclaré Michael Gooseff, membre de l'Institut de recherche arctique et alpin de CU Boulder (INSTAAR) et chercheur principal du projet MDV LTER. « Avant cela, tous les indicateurs physiques et biologiques avaient évolué dans la même direction. »

Au lieu d'un changement étroitement corrélé, cependant, les réponses biologiques à la saison 2002 ont varié et, dans certains cas, retardé d'années. Par exemple, les chercheurs ont découvert qu'une espèce dominante du sol, auparavant en déclin, augmentait lentement après l'année d'inondation, tandis qu'une espèce plus rare répondait plus positivement à l'impulsion d'humidité et voyait l'augmentation de la population se poursuivre sur les étés suivants.

"Les enregistrements à long terme sont essentiels pour comprendre comment et quand les communautés d'organismes pourraient réagir ensemble ou en tant qu'espèces individuelles face à des changements brusques dans leur environnement, " dit Ross Virginie, directeur de l'Institute of Arctic Studies au Dartmouth College et co-auteur de l'étude. « Alors que le climat change dans les vallées sèches, ces types de réponses et d'interactions biotiques façonneront sa future biodiversité."

Paul Cutler, le chargé de programme NSF des deux LTER en Antarctique, ont noté que ces résultats soulignent la valeur de la collecte de données sur des échelles de temps décennales.

"Le monde naturel fonctionne de manière non linéaire et sur de nombreuses échelles de temps différentes, des cycles quotidiens aux processus qui prennent des siècles, " a déclaré Cutler. " Les LTER jouent un rôle déterminant dans la mesure et le déchiffrement de ces complexités afin d'éclairer la compréhension de base du fonctionnement des écosystèmes et d'affiner les prédictions de l'avenir des écosystèmes critiques, en particulier dans des régions comme les vallées sèches, qui maintiennent une ancienne, mais un équilibre écologique potentiellement délicat."

Les résultats suggèrent que des transformations importantes des écosystèmes de l'Antarctique sont en cours et continueront d'être affectées par les futurs événements climatiques.

"Une seule saison de fonte extrême a conduit à un modèle asynchrone, " dit Gooseff, qui est également professeur agrégé au département de génie civil de CU Boulder, Génie de l'environnement et de l'architecture. "C'est peut-être le brusque, événements de courte durée qui se produisent en réponse au changement climatique et qui provoquent des changements à long terme des aspects physiques et biologiques des écosystèmes polaires. »