Les eaux souterraines peuvent jouer un rôle méconnu dans le dégel du pergélisol arctique à la suite d'incendies de forêt, selon de nouvelles recherches.

La nouvelle étude révèle que, après qu'un feu de forêt ait brûlé une partie du sol riche en matière organique qui isole normalement le pergélisol, la chaleur estivale pénètre plus profondément dans les sols gelés, permettant aux eaux souterraines de s'écouler en aval et de contribuer potentiellement à une plus grande libération de gaz à effet de serre.

L'auteur principal de l'étude, l'écohydrologue Samuel Zipper de l'Université McGill et de l'Université de Victoria (Canada), partagera ses découvertes le 22 octobre lors de la réunion annuelle de la Geological Society of America à Seattle, Washington.

Classiquement, Fermeture éclair dit, les chercheurs ont tendance à estimer le dégel du pergélisol en mesurant verticalement la profondeur du sol dégelé à des endroits uniques, offrant une perspective unidimensionnelle des séquelles des incendies sur le paysage arctique.

Au lieu, il soupçonnait que les eaux souterraines pouvaient jouer un rôle méconnu dans le processus, où il dégèle le pergélisol dans d'autres régions après avoir traversé des sols autrefois gelés. Une fois que le feu de forêt a traversé le sol riche en matières organiques qui isole habituellement le pergélisol, les températures estivales peuvent atteindre plus profondément dans le sol gelé, contribuant à un dégel encore plus important.

"Ce qui m'intéresse, " dit Zipper, "c'est si vous brûlez un endroit, comment les autres parties du paysage réagissent-elles à cet incendie ? L'écoulement des eaux souterraines peut-il transmettre les impacts de la combustion d'un endroit à un autre en déplaçant l'eau et la chaleur à travers le sous-sol ? »

Pour explorer la question, Zipper et ses collègues ont couru plus de 20, 000 simulations du plus grand incendie de toundra de l'histoire :l'incendie de la rivière Anaktuvuk en Alaska, qui a brûlé plus de 400 milles carrés. Ils ont effectué des simulations avec et sans écoulement d'eau souterraine pour déterminer sa contribution au dégel du pergélisol à la suite d'incendies. Zipper soupçonnait que, après que les températures estivales aient pénétré le pergélisol, les eaux souterraines s'écouleraient plus rapidement, délivrant une plus grande quantité d'eau dans les cours d'eau avoisinants.

Ils ont trouvé que, En effet, les feux de forêt entraînent un dégel plus profond du pergélisol, qui est renforcée par l'écoulement des eaux souterraines. Mais, étonnamment, plus d'eau s'est évaporée à la suite d'un incendie, il y avait donc moins d'écoulement global d'eau souterraine atteignant le ruisseau.

« Même si l'eau pouvait s'écouler plus rapidement, " dit Zipper, "il y avait en fait moins d'eau fournie au sous-sol en raison de ce changement d'évaporation. Nous avons trouvé ce genre de dynamique intéressante où il y avait plus de place pour que l'eau s'écoule, mais moins d'eau disponible pour s'écouler."

En outre, les résultats suggèrent que les feux de forêt peuvent déclencher une boucle de rétroaction positive du dégel du pergélisol. Lorsque le pergélisol dégèle simplement à cause de la chaleur du soleil, les eaux souterraines s'écoulent du sol dégelé vers davantage de pergélisol, le faire fondre, qui libère plus d'eau souterraine pour faire fondre plus de pergélisol. Zipper soupçonne que le feu pourrait déclencher prématurément cette boucle et intensifier ses effets.

Pour donner suite aux résultats de l'étude, Zipper prévoit de travailler avec les données de plus de sites de terrain en Alaska, ce qui l'aidera à déterminer l'omniprésence du phénomène. "Nous voulons savoir, à quel point ce processus est-il réel et répandu ?"

Le pergélisol contient de nombreux composés organiques laissés par des plantes gelées mortes depuis longtemps mais non dégradées. Le dégel du pergélisol libère des gaz à effet de serre de ces composés dans l'atmosphère, ce qui intensifie encore le réchauffement. L'Arctique est l'une des régions qui se réchauffent le plus rapidement sur Terre, et les étés plus chauds ont tendance à apporter une végétation plus sujette aux incendies, selon Zipper.

Pour bien gérer et protéger ces paysages, Zipper dit qu'il est important de se faire une idée complète de leur réaction au feu, et incorporer les eaux souterraines dans ce tableau est essentiel.

"Nos résultats montrent que vous ne pouvez pas vraiment comprendre comment le pergélisol va réagir à des perturbations comme le feu sans comprendre ce qui se passe dans le système d'eau souterraine, " dit Zipper. " L'eau souterraine est une composante du cycle de l'eau de l'Arctique qui a été sous-estimée simplement par manque de données. C'est en quelque sorte la prochaine frontière pour déterminer ce qui va se passer dans l'avenir de l'Arctique. »