Carte de la couverture terrestre de l'Arctique couvrant 1500 km du nord au sud pour comprendre comment le dégel du pergélisol modifie le paysage. La carte a été générée à partir des informations des missions Copernicus Sentinel-1 et Sentinel-2. Les tons jaunes et beiges montrent une végétation clairsemée, les verts montrent la toundra, les violets montrent la forêt et les rouges montrent les zones qui ont été perturbées par des inondations ou des incendies de forêt. Les modèles de végétation modifient la redistribution de la neige et, par conséquent, le transfert de chaleur en hiver et les incendies peuvent déclencher le dégel du pergélisol. Crédit :contient des données Copernicus Sentinel modifiées, traité par ZAMG
La glace est sans doute l'une des premières victimes du changement climatique, mais les effets du réchauffement de notre planète ne se limitent pas seulement à la fonte des glaces à la surface de la Terre. Le sol gelé depuis des milliers d'années est également en train de dégeler, aggravant la crise climatique et causant des problèmes immédiats aux communautés locales.
Dans les régions froides de la Terre, une grande partie du sous-sol est gelée. Le pergélisol est un sol gelé, des roches ou des sédiments—parfois des centaines de mètres d'épaisseur. Pour être classé comme pergélisol, le sol doit être gelé depuis au moins deux ans, mais une grande partie du sous-sol des régions polaires est restée gelée depuis la dernière période glaciaire.
Le pergélisol contient des restes de végétation et d'animaux à base de carbone qui ont gelé avant que la décomposition ne s'installe. Les scientifiques estiment que le pergélisol mondial contient presque le double de la quantité de carbone que l'on trouve actuellement dans l'atmosphère.
Lorsque le pergélisol se réchauffe et dégèle, il libère du méthane et du dioxyde de carbone, ajouter ces gaz à effet de serre à l'atmosphère et aggraver le réchauffement climatique.
Avec un pergélisol couvrant environ un quart de l'hémisphère nord, un dégel important pourrait déclencher une boucle de rétroaction qui pourrait potentiellement transformer l'Arctique d'un puits de carbone en une source de carbone.
Le dégel du pergélisol ne libère pas seulement plus de gaz à effet de serre dans l'air, il modifie également le paysage et déstabilise le sol, et causant ainsi de réels problèmes pratiques à la société.
Conditions exceptionnellement chaudes, comme l'été 2012 dans le centre de Yamal en Sibérie, déclencher un type particulier de glissement de terrain dans les régions de pergélisol. Ces affaissements de dégel régressifs s'érodent rapidement à mesure que la glace exposée dans le sol dégèle. L'évolution de la couverture terrestre peut être suivie avec des missions satellitaires telles que Copernicus Sentinel-2. Crédit :Annett Bartsch (25.08.2015)
Plus de 30 millions de personnes vivent dans la zone de pergélisol, dans des villes bâties sur un sol ferme. Au fur et à mesure que le sol se ramollit, l'infrastructure dont dépendent les collectivités de l'Arctique devient de plus en plus instable.
Déterminé par la température, le pergélisol est une variable climatique essentielle. Grâce à l'Initiative sur le changement climatique de l'ESA, les données de température qui ont été recueillies au fil des ans sont recueillies pour déterminer les tendances et mieux comprendre comment le pergélisol s'intègre dans le système climatique.
Traditionnellement, les observations directes de la température sont effectuées à travers des forages. Cependant, le réseau de mesure est plutôt clairsemé en raison de l'éloignement évident et des problèmes logistiques dans l'Arctique.
Par conséquent, d'autres types d'informations qui reflètent le changement sont nécessaires pour combler les vastes lacunes dans l'Arctique et d'autres régions montagneuses.
Discuté lors du Symposium Planète Vivante de cette semaine, les satellites jouent un rôle important dans la surveillance du pergélisol, bien qu'indirectement, depuis l'espace.
Annett Bartsch, le fondateur et directeur général de b.geos, expliqué, "Nous ne pouvons pas surveiller le pergélisol en tant que tel depuis l'espace. Bien que ce soit un peu compliqué, nous pouvons, cependant, utiliser de nombreux types différents de données satellitaires ainsi que des mesures et une modélisation in situ pour dresser une image de ce qui se passe.
Températures annuelles moyennes modélisées du sol au sommet du pergélisol pour l'hémisphère nord à une résolution spatiale de 1 km dérivée de MODIS Température de surface terrestre, ESA CCI Occupation du sol, et ERA Interim réanalyse les données climatiques. Crédit :Université d'Oslo
"Grâce à un projet de l'ESA appelé Glob Permafrost, nous utilisons des images capturées par la mission Copernicus Sentinel-2, par exemple, qui nous donnent une vue semblable à celle d'une caméra de la façon dont la surface terrestre s'affaisse et s'érode à cause du dégel du pergélisol. La mission radar Copernicus Sentinel-1, d'autre part, nous donne des informations précieuses sur les changements généralisés de la topographie.
"Les missions transportant des capteurs thermiques tels que Copernicus Sentinel-3 peuvent fournir des informations sur les changements de température à la surface de la Terre.
"Et, nous pouvons utiliser les informations sur les conditions d'enneigement et l'occupation du sol comme approximation des propriétés du sol. La neige et le sol régulent le transfert de chaleur, ils déterminent donc l'impact réel de l'augmentation de la température de l'air sur le sol gelé en dessous."
Des recherches utilisant des données satellitaires ont abouti à la première carte mondiale du pergélisol à une résolution spatiale de 1 km, et a été publié récemment dans Avis sur les sciences de la Terre .
L'ensemble de données contient des informations sur la température moyenne annuelle du sol de 2000 à 2016. Dr. Bartsch, c'est noté, "Nous examinons maintenant également les changements au fil du temps dans le cadre de l'Initiative sur le changement climatique de l'ESA."
D'autres avancées sont également réalisées grâce au projet Glob Permafrost; notamment le Permafrost Information System, qui se compose d'une base de données ainsi que d'une plate-forme de visualisation d'informations satellitaires pertinentes pour la surveillance du pergélisol. Il comprend la carte du pergélisol et les informations sur les changements de couverture terrestre, affaissement du sol, glaciers rocheux et informations sur les propriétés des lacs pour les régions clés.
Avec les dommages que le dégel du pergélisol peut provoquer sur le système climatique et sur les environnements locaux, il n'est pas surprenant qu'il s'agisse d'un sujet brûlant. Les scientifiques mobilisent toutes les ressources disponibles pour comprendre et suivre la situation, lequel, à son tour, donne aux décideurs les informations dont ils ont besoin pour agir.
