Le pergélisol recouvre près de 85 pour cent de l'Alaska et près d'un quart de la masse continentale de l'hémisphère nord. Ce sol gelé en permanence contient deux fois plus de carbone que l'atmosphère terrestre. Puisque l'Arctique se réchauffe deux fois plus vite que le reste de la planète, comprendre l'absorption et la perte de carbone dans les régions de pergélisol est crucial pour améliorer la précision des modèles climatiques. Il offre également des indices sur la façon dont cette région réagira et façonnera un futur monde plus chaud.

Alors que l'atmosphère terrestre se réchauffe et fait fondre le pergélisol, le carbone qui a été enfermé pendant des centaines ou des milliers d'années est mis à la disposition des microbes. Mais que font les microbes avec ce carbone récemment exposé, à quelle vitesse se décompose-t-il et quelle différence cela fait-il dans l'atmosphère ?

Pour aider à répondre à ces questions, Elaine Pegoraro, candidate au doctorat de la Northern Arizona University, a conçu une expérience pour mesurer la réaction des microbes à l'ajout de carbone frais à différentes profondeurs dans le sol collecté sur un site près de Healy, Alaska. Essentiellement, elle a ajouté du glucose au sol trois fois au cours d'une année. Les résultats ont été publiés ce mois-ci dans Biologie et biochimie des sols .

"Le glucose est cette source d'énergie vraiment accessible, " dit Pegoraro, qui fait partie du Center for Ecosystem Science and Society (Ecoss). "C'est comme donner aux microbes le choix entre des brownies et un sachet de petits pois surgelés au fond de votre congélateur, " où les pois congelés remplacent le carbone trouvé dans le pergélisol. Ce carbone se décompose lentement en raison de facteurs biologiques, processus physiques et chimiques.

"A moins que tu ne sois affamé, vous ne toucheriez probablement pas aux petits pois."

L'ajout de glucose à la surface n'a pas produit beaucoup de réponse soutenue. Mais dans les couches de sol plus profondes, où se trouve le pergélisol, Pegoraro et son équipe ont constaté un "effet d'amorçage" :les microbes ont respiré deux fois plus de carbone du sol que les échantillons qui n'ont pas reçu de glucose. Les microbes mangeaient les "brownies, " et, dans leur haute teneur en sucre, avait l'énergie nécessaire pour décomposer le sol pour accéder aux nutriments, libérant plus de carbone dans l'atmosphère.

Lorsque Pegoraro a extrapolé ces résultats sur le terrain, elle a découvert que cet effet d'amorçage représentait 4 à 12% du carbone libéré dans l'atmosphère au cours d'une saison de croissance.

"C'est une quantité considérable de carbone, " elle a dit.

Alors que l'Arctique se réchauffe, plus de plantes poussent dans ces écosystèmes, faire leur part pour retirer du carbone de l'atmosphère en l'incorporant à leur biomasse.

Mais les découvertes de Pegoraro suggèrent que les plantes peuvent également contribuer à une certaine perte de carbone du sol en libérant du glucose de leurs racines dans le sol.

« Nous devons prendre en compte les effets d'amorçage pour bien comprendre la dynamique du carbone du pergélisol, " a-t-elle dit. " Sinon, nous pourrions sous-estimer la quantité de carbone qui se perd dans l'atmosphère. "