Les méga-incendies de 2014 dans les Territoires du Nord-Ouest du Canada ont brûlé 7 millions d'acres de forêt, ce qui en fait l'un des incendies les plus graves de l'histoire du Canada.

Une nouvelle étude montre que lorsque ces incendies ont ravagé une région de forêt boréale de la taille du Maryland, ils rejettent dans l'atmosphère deux fois moins de carbone que toutes les plantes, les arbustes et les arbres au Canada se conservent généralement au cours d'une année entière.

L'Arctique se réchauffe plus vite que toute autre région de la Terre, et comme il le fait, les spécialistes de l'environnement s'attendent à ce que les grands incendies augmentent en fréquence et en intensité. Mais ils ont eu du mal à comprendre l'effet de ces incendies sur les écosystèmes et, finalement, les niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Le dioxyde de carbone est un gaz à effet de serre, ce qui signifie qu'il aide à piéger la chaleur dans la basse atmosphère de la Terre. Plus de dioxyde de carbone dans l'atmosphère signifie plus de chaleur piégée, provoquant une hausse des températures mondiales.

L'article sur les mégaincendies est l'une des deux études récemment publiées basées sur les données de l'Expérience de vulnérabilité boréale arctique de la NASA, ou au-dessus, qui aidera les scientifiques à mieux comprendre et prévoir les changements à court et à long terme dans les écosystèmes de l'Alaska et du nord du Canada.

Les auteurs de l'article sur les mégaincendies ont construit des modèles pour les aider à comprendre ce qui a rendu les incendies de 2014 si importants et quel impact ils ont eu sur l'environnement. Les auteurs de la deuxième étude ont utilisé des images du programme Landsat de la NASA et du US Geological Survey (USGS) pour non seulement observer les changements dans l'environnement de l'Alaska, mais déterminer leurs causes et leurs effets futurs potentiels. Ensemble, les études améliorent la compréhension des scientifiques du passé récent des forêts boréales et les aideront à prédire l'avenir de ces écosystèmes vulnérables, l'un des principaux objectifs du projet ABoVE.

Modélisation des méga-feux

Pour être appelé un « méga-feu, " un feu de forêt doit brûler une surface mesurant plus de 25, 000 hectares, une superficie légèrement plus petite que Long Island, New York. Les grands incendies de forêt de 2014, en comparaison, brûlé 7 millions d'acres de forêt boréale dans les Territoires du Nord-Ouest. Les forêts boréales se trouvent dans les régions les plus septentrionales du monde et contiennent principalement des épinettes, pin, bouleau, tremble et autres arbres à feuilles persistantes.

Les auteurs de l'article sur les mégaincendies ont construit deux modèles pour évaluer les émissions de carbone des incendies. La première, sur la base de mesures sur le terrain, tels que les types d'arbres et le drainage du sol dans les forêts brûlées et non brûlées, les a aidés à découvrir ce qui rendait certaines zones plus vulnérables aux incendies et aux émissions de carbone importantes que d'autres. Le deuxième modèle a déduit la quantité de carbone émise par les mégafeux, sur la base des caractéristiques terrestres qu'ils ont détectées dans les images satellites du spectroradiomètre imageur à résolution modérée de la NASA, ou MODIS, instruments sur les satellites Aqua et Terra.

Selon le deuxième modèle, les incendies de 2014 ont libéré 94,3 téragrammes de carbone dans l'atmosphère, soit environ 103 millions de tonnes.

"Nous avons découvert qu'un méga-feu peut libérer d'énormes quantités de carbone dans l'atmosphère, " dit Xanthe Walker, chercheur postdoctoral au Center for Ecosystem Science and Society de la Northern Arizona University et auteur principal de l'étude. "Nos résultats permettront aux futures recherches de modéliser les émissions de carbone sur de plus grandes échelles temporelles et spatiales."

Historiquement, les forêts boréales du Canada ont été à la fois des « puits » et des « sources » de carbone selon les dommages causés par le feu et les insectes à un moment donné. Si les tendances au réchauffement se poursuivent et que les incendies deviennent encore plus fréquents, ils pourraient devenir des sources de carbone plus fortes, qui pourrait amplifier le réchauffement climatique, dit Walker.

Utiliser le passé pour prédire l'avenir

Une autre étude récente financée par l'ABoVE a été menée par l'USGS en collaboration avec des chercheurs de l'Université du Minnesota et de la Northern Arizona University. Bien que des recherches antérieures aient déjà confirmé que des portions importantes du paysage de l'Alaska subissent des inondations, fonte du pergélisol et autres changements - jusqu'à 13 pour cent de l'état, selon cette étude, ou une zone plus grande que la Floride, l'équipe a créé un modèle pour analyser 30 ans d'images satellite du programme Landsat et attribuer les causes à ces changements.

L'équipe a découvert que la hausse des températures en Alaska entraîne des changements dans la façon dont et où les plantes poussent, surtout vers la fin de la saison de croissance, et même faire grossir les lacs et les étangs, entre autres changements.

« Les changements observés sur les terres et les eaux de surface ont eu un impact considérable sur les systèmes naturels et artificiels de l'Alaska, " a déclaré Neal Pastick, un physicien à l'USGS Earth Resources Observation and Science. "Par exemple, l'érosion et l'augmentation de la demande d'évaporation ont eu un impact négatif sur les communautés humaines et végétales, stimuler la planification de la réinstallation de villages entiers et le stress induit par la sécheresse, respectivement."

L'utilisation d'un ensemble de données couvrant trois décennies a permis aux chercheurs de voir comment les écosystèmes de l'Alaska réagissent également aux dommages et au stress. Après un incendie de forêt, par exemple, cela peut prendre jusqu'à 60 ans pour que les arbres à feuilles persistantes comme l'épinette repoussent et atteignent la maturité. En attendant, arbres à feuilles caduques comme le tremble et le bouleau, qui repoussent plus vite, augmenter la réflectivité de la surface du sol en hiver et augmenter la quantité d'énergie utilisée pour évaporer l'eau de la canopée des arbres. Cela a un effet rafraîchissant sur les températures. Par ailleurs, les forêts de feuillus moins inflammables ont tendance à diminuer l'activité des incendies.

"En train d'étudier, de manière spatialement explicite, agrandissement d'arbustes et d'arbres, dynamique côtière, et l'effondrement de zones terrestres lorsque la glace dans le sol dégèle (thermokarsting) est quelque chose que vous ne pouvez faire qu'avec la combinaison de la télédétection spatiale et de la modélisation, " dit Peter Griffith, directeur du Bureau du cycle du carbone et des écosystèmes de la NASA, qui fournit un soutien logistique et de gestion des données à ABoVE. "Ce travail est une contribution importante en ce qu'il démontre une façon d'analyser cela."

La prochaine étape de ce projet, Griffith a dit, est d'utiliser le modèle et les résultats pour créer un modèle de système, qui peut générer des données riches, prévisions réalistes de l'avenir possible de cette région en évolution rapide.