Le versant nord de l'Alaska est parsemé d'un large éventail de lacs. Des chercheurs de l'UCI ont récemment appris que les gaz à effet de serre émis par les lacs provenaient de bassins de carbone relativement jeunes au lieu de sources de pergélisol plus anciennes. Crédit :Clayton Elder / UCI
Lorsque le sol du pergélisol arctique dégèle, des gaz à effet de serre sont rejetés dans l'atmosphère, mais la plupart du carbone qui s'échappe actuellement des lacs du nord de l'Alaska est relativement jeune, selon une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Université de Californie, Irvine.
"Cette constatation est cruciale, parce qu'une grande partie de la biomasse stockée sous terre dans l'Arctique est ancienne, datant de l'époque pléistocène, qui s'est terminé plus de 11, il y a 500 ans, " a déclaré Claudia Czimczik, Professeur agrégé UCI de science du système Terre, qui a dirigé l'étude publiée cette semaine dans Nature Changement Climatique . « Quand la majeure partie de ce très vieux carbone est recyclée et libérée, nous allons assister à une augmentation nette massive des émissions de gaz qui aggravent le réchauffement climatique."
Mais les chercheurs utilisant des techniques de datation au carbone-14 ont déterminé que le carbone émis par ces lacs arctiques s'est accumulé au cours des dernières décennies et siècles, contre plusieurs millénaires, ce qui signifie qu'il y aura moins d'impact sur le climat.
"Ces jeunes bassins de carbone comprennent très probablement des produits photosynthétiques relativement frais rejetés dans les lacs à partir de leurs bassins versants environnants, matière organique de plantes aquatiques et de phytoplancton, ou du carbone inorganique dissous dans l'eau, " a déclaré l'auteur principal Clayton Elder, un chercheur au Jet Propulsion Laboratory de la NASA qui était titulaire d'un doctorat. étudiant à l'UCI durant ce projet.
Alors qu'il était doctorant. étudiant à l'UCI, Clayton Elder s'est rendu dans l'Arctique de l'Alaska pour recueillir des échantillons dans des dizaines de lacs. De retour à l'UCI, lui et d'autres chercheurs ont analysé l'eau pour déterminer l'âge du carbone qu'elle transportait afin d'évaluer son impact sur l'environnement. Crédit :Claudia Czimczik / UCI
L'équipe de recherche a étudié une sélection diversifiée de lacs dans 96, Section de 500 milles carrés du versant nord de l'Alaska, une superficie plus grande que l'Oregon. Ils ont prélevé des échantillons pendant les mois d'hiver et d'été en 2013 et 2014.
En étudiant les lacs d'une vaste région, les scientifiques ont pu illustrer l'impact de l'environnement physique sur les modèles d'émission de carbone. Les différences de textures de sédiments dans le pergélisol entourant les lacs jouent un rôle; des particules plus fines peuvent séquestrer plus de carbone pendant des périodes plus longues que les sols plus sableux. Le dégel des sédiments plus fins peut également libérer de plus grandes quantités de nutriments pour stimuler la décomposition microbienne de la matière organique, expulsant plus de gaz à effet de serre.
Une autre conclusion clé est que presque tous les gaz à effet de serre émis par les plans d'eau étudiés étaient sous forme de dioxyde de carbone (CO2), pas le méthane (CH4). Le CO2 est environ 30 fois moins efficace pour piéger la chaleur solaire que le CH4. Elder a déclaré que le peu de carbone ancien émis par les lacs de l'Alaska est également principalement du CO2 au lieu du CH4.
Le co-auteur de l'étude, Christopher Arp, de l'Université d'Alaska Fairbanks, perce un trou dans la glace d'hiver de 2 mètres d'épaisseur pour collecter des échantillons d'eau de lac pour analyse à l'UCI. Crédit :Guido Grosse / Institut Alfred Wegener, Allemagne
"Cela implique qu'une grande partie du CH4 produit dans les sédiments lacustres est oxydé en CO2 dans la colonne d'eau avant émission dans l'atmosphère, " dit-il. " Couverture de glace, qui est sensible au climat, est particulièrement important pour convertir les émissions potentielles de CH4 en CO2 moins impactant, car il entrave les émissions et rend le CH4 vulnérable pendant de plus longues périodes aux microbes oxydants vivant dans la colonne d'eau. Si nous perdons de plus en plus de glace à l'avenir à cause du réchauffement, des proportions plus élevées de carbone pourraient être émises sous forme de CH4."
D'autres recherches ont démontré que si le méthane d'anciens réservoirs de carbone est rejeté dans les eaux de fond de l'océan Arctique au large de la côte de l'Alaska, seules de petites quantités parviennent à la surface. Cela suggère que l'oxydation de la colonne d'eau contrôle fortement l'émission de carbone ancien dans l'atmosphère en tant que puissant gaz à effet de serre CH4.
Elder a qualifié cette enquête de première pour les lacs de l'Arctique. "Notre objectif était de mesurer les émissions de gaz à effet de serre à des échelles d'espace et de temps pertinentes, notre ensemble de données représente donc une base de référence importante que les études futures peuvent utiliser à des fins de comparaison, ", a-t-il déclaré. "Ces environnements sensibles ont été largement sous-étudiés dans le passé, surtout compte tenu de leur impact potentiel sur le climat mondial."
