Daniel Ruiz-Carrascal se dresse sur un monticule de rochers déchiquetés qui semblent déplacés dans le paysage par ailleurs lisse et herbeux. "Le glacier était ici au milieu des années 1500, " explique-t-il. Le pic blanc du Nevado Santa Isabel se profile un mile devant nous et environ 1, 300 pieds de plus que notre propre altitude vertigineuse. Il est difficile d'imaginer ce blanc s'étendant jusqu'à cette colline rocheuse, enterrer toute la vallée dans la glace.

Ruiz-Carrascal m'a amené ici dans les Andes colombiennes pour visiter le páramo, l'un des écosystèmes les plus uniques sur Terre et l'un des plus menacés par le changement climatique.

Les páramos ne peuvent être trouvés que dans les montagnes des Andes à des altitudes supérieures à 12, 500 pieds. L'air est si fin que vous pouvez perdre votre souffle en restant immobile. Le temps peut être traîtreusement pluvieux et neigeux, et chaque jour, la température fluctue d'en dessous de zéro à environ 60 degrés Fahrenheit. Pourtant, malgré les conditions difficiles, les páramos sont l'écosystème de haute altitude le plus diversifié au monde, abrite environ 5, 000 espèces-3, 000 d'entre eux ne vivent nulle part ailleurs sur Terre.

Cet écosystème n'est pas seulement important pour les plantes et les animaux. Partout dans les Andes, les paramos agissent comme une éponge, récupérer l'eau du brouillard, bruine, et la fonte des glaciers au sommet des montagnes, le stocker, puis le relâcher dans les basses terres. Environ 40 millions de personnes, y compris les habitants de Bogotá, Colombie et Quito, Équateur :dépend des páramos pour l'eau potable.

Malheureusement, les Andes tropicales se réchauffent plus vite que partout ailleurs en dehors du cercle polaire arctique. Les glaciers fondent, moins de précipitations atteint les sommets, et les paramos se dessèchent. Les espèces sont obligées de migrer vers des altitudes de plus en plus élevées pour rechercher les températures froides auxquelles elles sont adaptées. Finalement, il n'y a peut-être nulle part où aller.

Ruiz-Carrascal, hydroclimatologue et auxiliaire à l'Institut international de recherche sur le climat et la société (IRI) de l'Earth Institute de l'Université Columbia, s'efforce de comprendre ces changements et d'évaluer les stratégies d'adaptation. Diriger une équipe de l'Escuela de Ingeniería de Antioquia (EIA) à Medellín, il a mis en place un réseau de capteurs pour mesurer les changements qui s'opèrent dans les páramos et comprendre ce que l'avenir nous réserve. L'équipe est l'une des rares personnes à mener des études à long terme sur ce biome extraordinaire et important.

Ruiz-Carrascal est un ancien élève du programme de maîtrise Climat et société de l'IRI. Il a obtenu son doctorat. en sciences de la Terre et de l'environnement de l'Université de Columbia ainsi, et a décidé de concentrer ses recherches sur les environnements de haute altitude. Il a fait de la randonnée dans ces montagnes toute sa vie.

Très peu de stations météorologiques sont installées dans les páramos - l'altitude et l'éloignement rendent trop difficile l'exploitation et l'entretien de l'équipement. Par conséquent, il y a eu une grande lacune dans la compréhension des scientifiques de ce qui se passe dans les hautes altitudes des Andes. C'est pourquoi l'équipe de Ruiz-Carrascal a installé 23 capteurs dans les paramos de la région colombienne de Los Nevados. Les capteurs suivent la température, humidité relative, et point de rosée toutes les heures à des altitudes allant jusqu'à 16, 000 pieds.

Tous les deux mois, l'équipe se rend dans les páramos pour collecter les données de leurs capteurs, et prendre d'autres mesures. "Nous poussons la science à ses limites, " Ruiz-Carrascal me dit dans son bureau à l'EIA, où il est professeur agrégé, avant de nous lancer dans la longue et cahoteuse balade dans les montagnes.

Hors circulation

Les matins apportent un ciel clair dans les paramos, tandis que les vallées en contrebas nagent dans une mer de nuages, poussé vers le bas par les températures fraîches. Alors que la journée se réchauffe, ces nuages ​​s'élèvent généralement, transportant du brouillard et de la bruine dans les paramos. Ce flux ascendant d'humidité est comme l'approvisionnement en sang du páramo.

Mais l'équipe de Ruiz-Carrascal trouve des preuves que les modèles de circulation qui fournissent cette humidité sont en train de changer, provoquant un réchauffement et un dessèchement très rapide des chaînes supérieures des Andes tropicales. Selon les capteurs de l'équipe, les páramos se réchauffent environ 1,6 fois plus vite que les plaines environnantes. Cette transformation rapide semble être due à un réchauffement inhabituel dans la haute troposphère de la région.

Dans des circonstances normales, comme un morceau d'air dans les basses terres se réchauffe, il devient moins dense et flotte vers le haut. La parcelle d'air continuera à monter tant qu'elle restera plus chaude que l'air qui l'entoure. Finalement, il refroidit et libère de l'eau dans les hautes altitudes.

Cependant, l'équipe pense qu'à l'avenir, ces plaques d'air ne pourront pas monter aussi haut que d'habitude, sauf lors d'événements très inhabituels, et les páramos recevront moins d'eau.

"Il y a un gros trou dans les modèles climatiques, " dit Ruiz-Carrascal, car ils ne tiennent pas pleinement compte des changements qui se produisent dans l'atmosphère au-dessus des Andes tropicales. Les données de son réseau de capteurs aident à combler ce trou. Depuis que les páramos pénètrent dans la haute troposphère, le suivi de la température et de l'humidité au sol surveille en même temps les changements atmosphériques. Essentiellement, dit Ruiz-Carrascal, les páramos sont "un endroit où vous pouvez toucher la dynamique atmosphérique supérieure".

Feuilleter le passé

Si les páramos colombiens avaient un enfant d'affiche, ce serait Espeletia. Ces plantes sont surnommées frailejones - grands frères - en raison de leur hauteur parfois imposante et de leurs tiges brunes épaisses, qui pourraient théoriquement être confondus avec des robes monastiques un jour brumeux. Espeletia sont uniques aux páramos. Et parce que leurs tiges absorbent l'humidité du brouillard et l'acheminent dans le sol, ils jouent un rôle important dans la régulation de l'approvisionnement en eau du páramo.

Faisant de son mieux pour dessiner sur un bloc-notes pendant que notre véhicule à traction intégrale rebondit sur un chemin de terre, L'ingénieur en environnement EIA Enrique Ángel-Sanint m'explique pourquoi Espeletia joue également un rôle important dans les recherches de l'équipe. Au lieu de robes brunes, leurs tiges sont enveloppées de feuilles mortes qui ne tombent jamais. Et parce que chaque individu peut vivre un siècle ou plus, ces feuilles pourraient fournir une riche bibliothèque du climat passé des páramos, si l'équipe peut comprendre comment les lire.

La première étape consiste à apprendre comment pousse Espeletia. Pour ça, Ángel-Sanint utilise un "kit de couture" en plastique rempli d'épingles, dirigeants, et des rapporteurs pour mesurer le taux de croissance de la plante tout au long de sa vie.

"Une fois que vous avez ceci, vous pouvez voir la taille d'un individu et en déduire son âge, " explique-t-il. Ensuite, parce que les feuilles poussent de manière très prévisible - ses dessins gribouillis les montrent jaillir de la couronne, frais et grand, puis s'aplatissant vers le bas et mourant au fur et à mesure que la plante grandit, il pourra donner un âge spécifique à chaque feuille. En corrélant des caractéristiques telles que la taille et la densité des pores microscopiques de la feuille, appelé stomates, Ángel-Sanint espère que chaque feuille fournira un enregistrement des niveaux d'humidité juste avant sa naissance, que ce soit il y a un an ou 130.

Le modèle climatique El Niño, entraînée par les températures océaniques et atmosphériques dans le Pacifique, exacerbe considérablement le réchauffement et l'assèchement dans les paramos. Autrefois, après ces périodes sèches, Les feuilles d'Espeletia auraient probablement répondu en produisant des feuilles avec moins de stomates, à travers laquelle ils pourraient perdre de l'eau. En passant les feuilles d'Espeletia au microscope, l'équipe espère déterminer si les événements El Niño deviennent plus fréquents en raison du changement climatique et ce que cela pourrait signifier pour l'avenir des páramos.

"Les choses seront un gâchis si vous avez des événements El Niño qui ajoutent de la chaleur aux niveaux supérieurs de la troposphère en plus du réchauffement à long terme, " explique Ruiz-Carrascal. En étudiant le passé, il dit, aide à « projeter ce qui est susceptible de se produire dans un futur monde plus chaud ».

Fusion totale

Quand Ángel-Sanint a visité Los Nevados il y a 30 ans, il a vu de la neige et de la glace recouvrir le volcan El Cisne. Maintenant, son pic semble brun et stérile. Proche, le Nevado Santa Isabel pourrait être le prochain. Entre 2016 et début 2018, il a perdu 37 pour cent de sa surface de glace restante, dont environ 11 mètres d'épaisseur à certains endroits.

Les glaciers de Colombie rétrécissent lentement depuis des milliers d'années, depuis la fin de la dernière glaciation. Mais au cours des dernières décennies, le taux de recul a considérablement augmenté en raison du changement climatique d'origine humaine. Depuis les années 1950, Les glaciers colombiens sont passés de 113 kilomètres carrés à seulement 37 en 2017. Ils pourraient disparaître complètement au cours des 30 prochaines années.

Pour mieux comprendre ce que la perte des glaciers signifie pour les páramos et les personnes qui en dépendent, Ruiz-Carrascal et des équipes de l'Université d'Irlande à Galway et de l'Université nationale de Colombie Sede Medellín étudient les roches laissées par le recul des glaciers.

Poussant son pied dans un sol meuble sur le sentier, Ruiz-Carrascal montre comment le sol et les roches s'accumulent devant une langue glaciaire au fur et à mesure qu'elle grandit et s'étend pendant les périodes froides. Puis, que le climat se réchauffe, le glacier qui rétrécit recule, laissant derrière lui le monticule qu'il avait autrefois poussé devant lui, une moraine.

Grattage d'échantillons des roches morainiques, les chercheurs peuvent utiliser l'hélium-3 et le béryllium-10 pour estimer quand le glacier a laissé derrière lui chaque empreinte. Avec des indices du paysage, les équipes reconstituent l'histoire glaciaire de la région, créer un enregistrement du moment et de l'étendue des mouvements glaciaires au cours des 20 à 30 derniers, 000 ans.

Les glaciers andins ont fluctué plusieurs fois au cours de cette période, et les páramos ont grandi et rétréci - et ont repoussé - avec les calottes glaciaires. Seront-ils capables de se remettre de l'attaque humaine à grande vitesse qui les fait frire maintenant ? Découvrir, l'écologiste María Elena Gutiérrez-Lagoueyte de l'Universidad EIA étudie la résilience páramo.

Une banque enchevêtrée

Avant de nous lancer sur la piste du Nevado Santa Isabel, Ruiz-Carrascal me dit :"Tu verras des espèces que je suis sûr que tu n'as pas vues de ta vie, et vous ne verrez nulle part ailleurs sur Terre." Il a raison, bien sûr. Il y a de grands Espeletia avec leurs couronnes palmées; tour, plantes en coussin ressemblant à des rochers; et des "doigts de páramo" qui se tortillent étrangement dans le vent.

Gutiérrez-Lagoueyte signale au détour d'une promenade un éventail vertigineux d'espèces. Elle indexe les espèces de páramo dans un catalogue en ligne qui contient environ 500 espèces à ce jour. Elle étudie également comment la répartition des espèces change à mesure que les páramos se réchauffent, et essayer de déterminer quelles espèces pourraient être les plus vulnérables.

Alors que la planète se réchauffe, de nombreuses plantes et animaux de montagne migrent vers des altitudes plus élevées. Mais la réponse de chaque espèce est différente. Pour surveiller quelles plantes s'adaptent sur place par rapport à la migration ou à la disparition, l'équipe a mis en place des parcelles expérimentales à différentes altitudes. Tous les quelques mois, ils vérifient à l'intérieur des parcelles quelles plantes sont présentes et en quelles quantités, surveiller les changements au fil du temps.

Trouver une de ces parcelles expérimentales est étonnamment difficile, même dans le paysage sans arbres. Nous quittons le sentier et suivons Gutiérrez-Lagoueyte sur un itinéraire détourné en haut d'une colline, en faisant attention de ne pas marcher sur les espèces les plus fragiles. "C'est par ici quelque part..." dit-elle après un mauvais virage.

Finalement, nous passons à travers des buissons et trébuchons dans l'intrigue - une grande boîte délimitée par une corde suspendue. A l'intérieur se trouve une station météo, l'un des quatre que l'équipe a installés, recouvert de boîtes et de fils et surmonté d'une girouette en rotation. La technologie semble choquante dans ce paysage qui cache autrement les marques de l'interférence humaine.

En plus d'étudier la composition des plantes, l'équipe surveille la température et l'humidité du sol, les niveaux d'ensoleillement entrants, direction et vitesse du vent, et les précipitations dans cette parcelle. Des câbles noirs s'étendent de la base de la station météo jusqu'au sol pour mesurer comment les plantes affectent l'humidité du sol et contribuent au stockage et à la libération de l'eau. "Nous essayons de connecter la manière dont la végétation apporte le service de régulation de l'eau dans le parc, " explique Gutiérrez-Lagoueyte.

Exploitation de l'eau

Les lacs le long du sentier menant au Nevado Santa Isabel étaient sacrés pour les peuples autochtones locaux, un endroit pour rendre hommage aux dieux. Le ciel semble plus grand et plus proche ici, et l'eau est partout, brille dans les tourbières coussinées, reflétant le ciel bleu et les nuages ​​dans de petites piscines, et s'écoulant vers le bas dans les ruisseaux.

Le Río Claro n'est qu'un léger filet d'eau ici, assez large pour sauter à travers. Plus loin dans la montagne, il devient une vraie rivière, jaillissant et éclaboussant. C'est l'une des nombreuses voies navigables qui transportent l'humidité stockée dans les tourbières et les mares du paramo vers les basses terres, aider à recharger les aquifères pendant les périodes de sécheresse.

Quelle quantité d'eau les páramos distribuent-ils réellement ? Et comment cela changera-t-il à mesure que le réchauffement de la haute troposphère modifiera le bilan hydrique ? Découvrir, l'équipe étudie les bassins versants des rivières Claro et Otún.

"Tout le monde dit que les páramos sont comme des usines d'eau, mais nous ne savons pas combien ils produisent, " dit Santiago Ortega-Arango, un ingénieur des ressources en eau à l'Universidad EIA. « Si nous ne sommes pas en mesure de le quantifier, nous ne pourrons pas le gérer correctement."

Ortega-Arango travaille sur un modèle de bassin versant de páramo, ce qui serait une première du genre. Ces bassins versants sont "totalement différents" des modèles standards, dit Ortega-Arango, car pour commencer, il y a les précipitations horizontales des páramos, l'eau déposée par le brouillard. Les tourbières et le gel et le dégel rapides à différents moments de la journée contribuent également à rendre ces bassins versants étranges.

Avant de pouvoir commencer à construire le modèle, Ortega-Arango a besoin de données. L'équipe suit donc le débit, changements dans la fonte du manteau neigeux, et combien d'eau est stockée dans les tourbières, lagunes, et la végétation. Ils évaluent également les niveaux de précipitations et d'évapotranspiration, rechercher des changements dans le cycle de l'eau.

Une fois terminé, le modèle de bassin hydrographique à source ouverte aidera l'équipe à concevoir des stratégies d'adaptation au climat et à orienter les décisions sur l'utilisation de l'eau dans la région.

Regarder vers l'avenir

La collecte des données des capteurs de l'équipe est aussi simple que de retirer le capteur de son écran anti-rayonnement carré et de le brancher sur un ordinateur comme une clé USB.

Daniel González-Duque, étudiant à la maîtrise en ingénierie des ressources en eau à l'Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín et jeune chercheur à l'EIA, analyse les données et les fusionne avec les sorties des modèles climatiques mondiaux, pour essayer de reconstruire le passé et comprendre ce que l'avenir réserve aux páramos.

L'équipe peut déjà voir une tendance au réchauffement. La température moyenne autour d'un capteur est passée de 6 degrés Celsius à 6,2 en seulement dix ans. Cela n'a pas l'air de beaucoup, mais c'est presque deux fois plus rapide que les basses terres environnantes.

Dix ans est une période de temps relativement courte à partir de laquelle prédire les changements à long terme, Ruiz-Carrascal met en garde. Mais il espère continuer la collecte de données pour les décennies à venir. Il agrandit petit à petit le réseau de capteurs, et souhaite se développer dans d'autres axes de recherche, aussi—par exemple, prendre des carottes de tourbière pour voir ce que leurs couches de fumier peuvent révéler sur l'histoire de la végétation de la région. Il rêve également d'ouvrir un jour un observatoire et un centre d'accueil pour aider à informer le public sur le páramo et pourquoi il est important de le préserver.

Le système des parcs naturels nationaux de Colombie soutient les recherches de l'équipe en leur accordant des permis pour installer les capteurs et accéder aux zones protégées qui ne sont pas ouvertes au public. Mario Franco-Ortiz, un responsable administratif technique avec le système des parcs, dit que la recherche est importante parce que « à mesure que les processus d'enquête donnent des résultats, on va mieux connaître ce dont on s'occupe et ce qu'on veut conserver, et où nous allons."

Ce qui se passe dans les Andes ne restera pas dans les Andes. Ruiz-Carrascal considère les páramos comme un signe avant-coureur du changement climatique, fournir un aperçu de la façon dont d'autres parties du monde vont changer à mesure que le thermostat global continue d'augmenter.

Alors que l'avenir est intimidant, il tire de l'espoir du fait que le gouvernement colombien commence maintenant à reconnaître pleinement l'importance du páramo dans l'approvisionnement en eau potable et pour la production d'hydroélectricité, et qu'il prend des mesures pour protéger ce trésor naturel. "Ils commencent à faire tourner les têtes vers le páramo, " il dit, "et voir que nous avons un magnifique écosystème qui doit être préservé."

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de Earth Institute, Université de Columbia http://blogs.ei.columbia.edu.