Une nouvelle étude canadienne a révélé que le carbone libéré par certains étangs de l'Extrême-Arctique pourrait potentiellement être une source cachée d'émissions de gaz à effet de serre.

L'étude a examiné comment le carbone organique dissous (COD) stocké dans le pergélisol arctique - qui fond à un rythme accéléré en raison du changement climatique - est libéré dans les bassins hydrographiques de l'Arctique à la suite de perturbations physiques qui déplacent les nutriments à travers le paysage. Pour la première fois, les chercheurs ont pu déterminer que la composition chimique du carbone dans ces étangs est très différente de celle des rivières de l'Extrême-Arctique.

"Ces étangs dans l'Extrême-Arctique semblent être des points chauds pour la dégradation du COD, " dit Myrna Simpson, Professeur de sciences de l'environnement à l'U de T Scarborough et co-auteur de la recherche.

"Très peu d'attention a été accordée à ce qui se passe avec le COD dans ces étangs qui sont partout dans l'Arctique, et il pourrait potentiellement être une source d'émissions de CO2 rejetées dans l'atmosphère avec ces perturbations."

Le DOC est partout - on le trouve dans les lacs, océans et dans le sol. Il s'agit essentiellement de matières végétales ou animales décomposées qui peuvent se dissoudre au contact de l'eau. Dans l'Extrême-Arctique, le COD devient mobile en entrant dans les bassins hydrographiques, qui se produit à un rythme accéléré en raison du dégel rapide du pergélisol et du changement qui en résulte dans le paysage physique.

« La décongélation rapide entraîne ce qu'on appelle des détachements de la couche active, " explique Simpson. " Considérez ces perturbations comme des glissements de terrain où le sol et l'eau se mélangent. "

Lorsque le COD se dépose dans les étangs, il peut être biodégradé par les microbes plus facilement que dans les rivières, ce qui signifie que plus de carbone peut être libéré dans l'atmosphère. Alors que des études antérieures ont exploré comment les détachements de couches actives ont stimulé l'activité microbienne dans le sol arctique, c'est le premier à examiner principalement les sources d'eau, y compris les étangs.

"Nous n'avons pas mesuré la quantité de carbone libérée parce que nous ne nous attendions pas à le trouver, " dit Simpson. " C'est l'une des nouvelles découvertes de l'étude - que ces étangs pourraient jouer un rôle important dans le cycle mondial du carbone. "

Quoi de plus, Simpson note, le pergélisol arctique emmagasine beaucoup de carbone car il reste généralement gelé, verrouillé en place pendant une longue période. Avec le dégel rapide du pergélisol, ça change. En réalité, en utilisant la datation au radiocarbone, les chercheurs ont trouvé DOC plus de 5, 000 ans qui se dégradait.

L'échantillonnage des sources d'eau pour l'étude a été effectué par les chercheurs de l'Université Queen's, la professeure agrégée Melissa Lafrenière et le professeur Scott Lamoureux à l'observatoire du bassin versant arctique de Cape Bounty, près de l'île Melville au Nunavut.

Une prochaine étape importante pour la recherche sera de voir à quel point le phénomène est répandu, par exemple si cela se produit dans tous les étangs de l'Arctique. Mais comme le souligne Lafrenière, il est également important de comprendre les mécanismes sous-jacents qui font la différence entre le COD dans les étangs et les rivières.

"Nous devons faire des études de bilan massique pour déterminer la masse de carbone dans ces masses d'eau. Cela inclut la quantité de carbone présente, et quelles sont les principales entrées et sorties contrôlant la quantité de carbone dans l'eau, " elle dit.

Pour pouvoir faire ça, ils devront mesurer non seulement la quantité de carbone dans l'eau mais aussi les différentes formes de carbone dont le COD, carbone inorganique dissous, carbone organique particulaire, CO2 gazeux et méthane.

Les futures expériences en laboratoire et sur le terrain seront conçues pour comprendre les processus responsables des gains ou des pertes de carbone de ces étangs, et aussi le processus de transformation du carbone d'une forme à une autre, ajoute Lafrenière.

L'analyse du COD pour l'étude a été effectuée dans trois laboratoires différents à travers le Canada afin que les chercheurs puissent utiliser une multitude de mesures sophistiquées. Le professeur Yves Gélinas de l'Université Concordia et le professeur André Simpson de l'U de T Scarborough ont apporté leur expertise à l'étude. Les données ont également été collectées et compilées par le Dr Jun-Jian Wang, un ancien stagiaire postdoctoral dans le laboratoire du professeur Myrna Simpson, maintenant professeur adjoint à l'Université des sciences et technologies du Sud en Chine.

La recherche est publiée dans la revue Sciences et technologies de l'environnement .