Le méthane libéré par le dégel du pergélisol de certains lacs arctiques pourrait accélérer considérablement le changement climatique, selon une nouvelle étude menée par l'Université d'Alaska Fairbanks.

L'étude, qui a été publié le 15 août dans la revue Communication Nature , se concentre sur le carbone libéré par le dégel du pergélisol sous les lacs thermokarstiques. De tels lacs se développent lorsque le réchauffement du sol fait fondre la glace du sol, provoquant l'effondrement de la surface et la formation de flaques d'eau. Ces piscines accélèrent le dégel du pergélisol sous les lacs en expansion, fournir de la nourriture aux microbes qui produisent les gaz à effet de serre dioxyde de carbone et méthane.

L'auteur principal Katey Walter Anthony et ses collègues ont étudié des centaines de lacs thermokarstiques en Alaska et en Sibérie pendant une période de 12 ans, mesurer leur croissance et combien de méthane bouillonnait à leur surface. En combinant les résultats des travaux de terrain avec les données de télédétection des changements du lac au cours des deux dernières années, ils ont déterminé que le « dégel brutal » sous ces lacs est susceptible de libérer de grandes quantités de carbone du pergélisol dans l'atmosphère ce siècle. L'activité du lac pourrait potentiellement doubler le rejet des paysages terrestres d'ici les années 2050.

L'effort, menée par une équipe de chercheurs américains et allemands, fait partie d'un projet de 10 ans financé par la NASA pour mieux comprendre les effets du changement climatique sur l'Arctique. Un soutien supplémentaire de la National Science Foundation a permis aux scientifiques de l'UAF et de la Division des études géologiques et géophysiques de l'Alaska de collecter des données sur l'emplacement du pergélisol, le dégel et les émissions de gaz à effet de serre associées des lacs de la vallée Goldstream de l'intérieur de l'Alaska.

Les chercheurs ont découvert que la libération de gaz à effet de serre sous les lacs thermokarstiques est relativement rapide, avec un dégel profond au cours des décennies. Le pergélisol dans les environnements terrestres connaît généralement un dégel saisonnier peu profond sur des périodes plus longues. La libération de ce carbone du sol du pergélisol de surface est souvent compensée par une croissance accrue de la végétation.

« Les lacs thermokarstiques offrent un scénario complètement différent. Lorsque les lacs se forment, ils font fondre ces zones de pergélisol, " dit Walter Anthony, professeur agrégé au Centre de recherche sur l'eau et l'environnement de l'UAF. "Au lieu de centimètres de dégel, ce qui est commun pour les environnements terrestres, nous avons vu 15 mètres de dégel sous des lacs nouvellement formés dans la vallée de Goldstream au cours des 60 dernières années. »

Les émissions des lacs thermokarstiques ne sont actuellement pas prises en compte dans les modèles climatiques mondiaux, car leur petite taille rend les lacs individuels difficiles à inclure. Cependant, les auteurs de l'étude montrent que ces lacs sont des points chauds de libération de carbone du pergélisol. Ils soutiennent que ne pas les inclure dans les modèles climatiques mondiaux néglige leur effet de rétroaction, qui se produit lorsque la libération de gaz à effet de serre du pergélisol augmente le réchauffement. Cette rétroaction est importante car le méthane est environ 30 fois plus puissant que le dioxyde de carbone en tant que gaz piégeant la chaleur.

Les modèles existants attribuent actuellement environ 20 pour cent de la rétroaction du carbone du pergélisol ce siècle au méthane, le reste étant dû au dioxyde de carbone des sols terrestres. En incluant les lacs thermokarstiques, le méthane devient le moteur dominant, responsable de 70 à 80 pour cent du réchauffement causé par le carbone du pergélisol au cours de ce siècle. L'ajout de méthane thermokarstique aux modèles rend l'effet de rétroaction similaire à celui du changement d'affectation des terres, qui est la deuxième plus grande source de réchauffement d'origine humaine.

Contrairement à la faible profondeur, dégel progressif du pergélisol terrestre, le dégel brutal sous les lacs thermokarstiques est irréversible ce siècle. Même les modèles climatiques qui ne prévoient qu'un réchauffement modéré ce siècle devront prendre en compte leurs émissions, selon l'étude.

"Vous ne pouvez pas arrêter la libération de carbone de ces lacs une fois qu'ils se sont formés, " a déclaré Walter Anthony. "Nous ne pouvons pas contourner cette source de réchauffement."