Le réchauffement climatique cause de plus en plus de dégâts dans les régions de pergélisol du monde. Comme le montre la nouvelle étude comparative mondiale menée par le réseau international de pergélisol GTN-P, dans toutes les régions avec des sols de pergélisol, la température du sol gelé à une profondeur de plus de 10 mètres a augmenté en moyenne de 0,3 degré Celsius entre 2007 et 2016 - dans l'Arctique et l'Antarctique, ainsi que les hautes chaînes de montagnes d'Europe et d'Asie centrale. L'effet a été le plus prononcé en Sibérie, où la température du sol gelé a augmenté de près de 1 degré Celsius. L'étude pionnière vient d'être publiée dans la revue en ligne Communication Nature .

Environ un sixième de la superficie terrestre de la Terre comprend des régions de pergélisol, ce qui signifie que les sols sont restés gelés en permanence pendant au moins deux années consécutives. Dans la plupart de ces régions, cependant, le froid a pénétré le sol il y a des millénaires; par conséquent, dans les cas les plus extrêmes, le pergélisol se poursuit jusqu'à une profondeur de 1,6 kilomètre. Dans l'Arctique, les gens comptent sur le sol du pergélisol comme base stable pour les maisons, routes, pipelines et aéroports. Pourtant, dans le sillage du réchauffement climatique, l'intégrité de ces structures est de plus en plus compromise, créant des coûts énormes. En outre, les sols de pergélisol contiennent des quantités massives de matières végétales et animales préservées. Si cette matière organique dégèle avec le pergélisol, les micro-organismes commenceront à le décomposer, un processus qui pourrait produire suffisamment d'émissions de dioxyde de carbone et de méthane pour augmenter la température moyenne mondiale de 0,13 à 0,27 degrés Celsius supplémentaires d'ici 2100.

Une nouvelle étude comparative publiée par le GTN-P (Global Terrestrial Network for Permafrost) montre pour la première fois à quel point les sols du permafrost dans le monde se sont déjà réchauffés. Aux fins de l'étude, les chercheurs participants ont surveillé et analysé la température du sol dans les forages de l'Arctique, Antarctique et diverses hautes montagnes du monde depuis 10 ans. Les données ont été recueillies à des profondeurs supérieures à 10 mètres, afin d'exclure l'influence des variations saisonnières de température.

L'ensemble de données complet comprend 154 forages, dont 123 fournissent des données pour une décennie entière, tandis que le reste peut être utilisé pour affiner les calculs sur l'écart annuel. Les résultats montrent qu'au cours des 10 années de 2007 à 2016, la température du sol du pergélisol a augmenté sur 71 des 123 sites de mesure; dans cinq des forages, le pergélisol dégelait déjà. En revanche, la température du sol a baissé dans 12 forages, par exemple., à des sites individuels dans l'est du Canada, le sud de l'Eurasie et sur la péninsule Antarctique; à 40 forages, la température est restée pratiquement inchangée.

Les chercheurs ont observé le réchauffement le plus spectaculaire de l'Arctique :« Là, dans les régions contenant plus de 90 pour cent de pergélisol, la température du sol a augmenté en moyenne de 0,30 degrés Celsius en 10 ans, " rapporte le premier auteur Dr Boris Biskaborn, membre du groupe de recherche Systèmes environnementaux terrestres polaires dans les installations de Potsdam de l'Institut Alfred Wegener, Centre Helmholtz pour la recherche polaire et marine. Au nord-est et au nord-ouest de la Sibérie, l'augmentation de la température dans certains forages était de 0,90 degrés Celsius ou même plus. Par souci de comparaison, la température de l'air dans les régions respectives a augmenté en moyenne de 0,61 degré Celsius au cours de la même période.

Plus au sud, dans les régions arctiques avec moins de 90 pour cent de pergélisol, le sol gelé ne s'est réchauffé que de 0,2 degrés Celsius en moyenne. « Dans ces régions, il y a de plus en plus de neige, qui isole le pergélisol de deux manières, suivant le principe de l'igloo :En hiver, la neige protège le sol du froid extrême, qui produit en moyenne un effet de réchauffement. Au printemps, il reflète la lumière du soleil, et empêche le sol d'être exposé à trop de chaleur, au moins jusqu'à ce que la neige ait complètement fondu, " explique Biskaborn.

Un réchauffement important peut également être observé dans les régions de pergélisol des hautes montagnes et dans l'Antarctique. La température des sols gelés en permanence dans les Alpes, dans l'Himalaya et dans les chaînes de montagnes des pays nordiques a augmenté en moyenne de 0,19 degré Celsius. Dans les forages peu profonds de l'Antarctique, les chercheurs ont mesuré une élévation de 0,37 degrés.

"Toutes ces données nous disent que le pergélisol ne se réchauffe pas simplement à l'échelle locale et régionale, mais dans le monde entier, et pratiquement au même rythme que le réchauffement climatique, qui produit un réchauffement substantiel de l'air et une augmentation de l'épaisseur de la neige, surtout dans l'Arctique. Ces deux facteurs produisent à leur tour un réchauffement du sol autrefois gelé en permanence, " dit le Pr Guido Grosse, Chef de la section de recherche sur le pergélisol à l'institut Alfred Wegener de Potsdam.

La surveillance du pergélisol appelle un cadre institutionnel

Ces informations révélatrices sont la récompense d'une collaboration internationale d'une décennie qui a impliqué des experts de 26 pays. La majorité des forages utilisés dans l'étude ont été forés et équipés d'équipements de mesure au cours de l'Année polaire internationale 2007/08, et a offert un premier « instantané » des températures du pergélisol. Depuis, plus de 50 groupes de recherche ont effectué une maintenance régulière des stations de mesure, et ont enregistré leurs lectures sur une base annuelle. Dans le réseau virtuel GTN-P, les résultats ont ensuite été rassemblés et standardisés, assurer leur intercomparabilité.

Prof. Hanne H. Christiansen, co-auteur de l'étude et président de l'International Permafrost Association (IPA), dit, « La surveillance des températures mondiales du pergélisol et la collecte des données dans la base de données GTN-P librement accessible sont extrêmement importantes, et pas seulement pour les chercheurs, éducateurs et communicateurs, mais pour divers autres utilisateurs."

"La température du pergélisol est l'une des variables climatiques les plus universellement acceptées. Elle offre un aperçu direct de la façon dont le sol gelé réagit au changement climatique, " explique le chercheur. Cette information est surtout essentielle dans les régions de pergélisol où le sol s'est déjà réchauffé ou a commencé à dégeler, produisant des dommages importants lorsque le sol se déforme, déstabiliser les routes et les bâtiments. Par conséquent, les chercheurs prévoient de continuer à surveiller les forages.

Contrairement aux observations météorologiques, il n'y a toujours pas d'institution internationale unique qui, sur les traces de l'Organisation météorologique mondiale (OMM), regroupe avec succès les intérêts nationaux. Une telle institution serait un atout essentiel pour coordonner ces importantes mesures scientifiques, et s'assurer que les sites de surveillance continuent d'être utilisés à l'avenir.

À ce jour, les forages de pergélisol et les capteurs de température qui y sont installés ont été entretenus et exploités par des groupes de recherche individuels dans le cadre de divers projets à petite échelle. Le Global Terrestrial Network for Permafrost (GTN-P) propose un système de gestion de données en ligne (gtnpdatabase.org), qui a été développé conjointement par l'Institut Alfred Wegener et l'Arctic Portal basé en Islande, et a été rendu possible grâce au soutien financier de l'Union européenne.