La rétroaction entre le réchauffement climatique et la libération accélérée de carbone actuellement gelé dans le pergélisol autour de l'Arctique est l'un des grands défis de la recherche climatique actuelle. Une étude publiée cette semaine dans le Actes de l'Académie nationale des sciences par une équipe de chercheurs dirigée par l'Université de Stockholm a utilisé la datation au radiocarbone du carbone dans quatre grands fleuves sibériens-arctiques pour identifier les modèles de libération de vieux carbone du pergélisol dans le nord de l'Eurasie.

Le pergélisol et les tourbières arctiques constituent les géants gelés du cycle mondial du carbone. Dans les premiers mètres, le pergélisol arctique stocke presque deux fois plus de carbone que le CO atmosphérique 2 et plus de 200 fois plus que le méthane atmosphérique. Les grandes quantités de carbone du pergélisol actuellement dormant peuvent être de plus en plus dégelées et mobilisées à mesure que le réchauffement climatique progresse - et peuvent alors alimenter du CO supplémentaire 2 et du méthane dans l'atmosphère pour accélérer le réchauffement climatique. Cette rétroaction climat-carbone est difficile à évaluer car le dégel du pergélisol diffère considérablement dans l'Arctique et les données provenant de régions éloignées sont limitées. La nouvelle étude fournit un nouvel angle en utilisant le signal radiocarbone des grandes rivières pour comprendre le dégel du pergélisol et la mobilisation du carbone dans leurs bassins versants.

« Les rivières transportent du carbone de différentes sources dans leurs bassins versants, y compris le carbone mobilisé lors de la fonte du pergélisol ou de l'effondrement de la tourbe, ainsi que le carbone de la surface du sol. La datation au radiocarbone permet de distinguer le carbone de ces différentes sources, " dit Birgit Wild, chercheur à l'Université de Stockholm et auteur principal de l'étude.

Le vieux carbone qui a été conservé dans le pergélisol profond ou les dépôts de tourbe pendant des milliers d'années contient donc moins de radiocarbone que le carbone moderne à la surface du sol. L'équipe de chercheurs a calculé le flux de pergélisol et de carbone de tourbe dans les grands fleuves sibériens Ob, Ienisseï, Lena et Kolyma en combinant une base de données du radiocarbone dans différents gisements avec un suivi du radiocarbone dans les rivières sur dix ans et toutes saisons.

L'étude montre que le pergélisol et le carbone de la tourbe ont contribué à seulement 12% du carbone organique dissous dans ces rivières, mais à plus de la moitié du carbone organique particulaire. Les différences saisonnières suggèrent que le dégel progressif de la couche active gelée saisonnièrement et du pergélisol de surface est la principale source de carbone dérivé du pergélisol et de la tourbe sous forme dissoute, tandis que celle sous forme particulaire provient dans une large mesure de l'effondrement de dépôts plus profonds qui se sont formés il y a des milliers d'années. Les différences dans les quantités relatives de pergélisol dissous par rapport aux particules de pergélisol et de carbone de tourbe entre les rivières correspondaient aux différences dans le type et l'étendue du pergélisol dans leurs bassins.

"Le signal radiocarbone du carbone organique particulaire en particulier dans les rivières pourrait être un outil sensible pour surveiller la libération de carbone du dégel du pergélisol au cours des prochaines décennies, " ajoute rjan Gustafsson, professeur à l'Université de Stockholm et responsable de l'équipe.