Le dégel de la couverture de glace et le pergélisol facilement érodable peuvent déstabiliser les deltas des rivières arctiques, selon de nouvelles recherches.

Une nouvelle étude dans la revue AGU Lettres de recherche géophysique constate que la glace de mer et le pergélisol agissent tous deux pour stabiliser les chenaux des deltas des rivières arctiques.

"Vos canaux ont tendance à rester au même endroit lorsque vous avez une glace très épaisse ou lorsque vous avez un pergélisol très difficile à éroder, " dit Rébecca Lauzon, éducateur environnemental au Rochester Museum and Science Center's Cumming Nature Center à New York et auteur principal de la nouvelle étude.

La couverture de glace sur les deltas arctiques devrait s'amincir tandis que le pergélisol devrait fondre le long des rives des rivières arctiques en raison du changement climatique.

La nouvelle étude révèle que ces changements pourraient déstabiliser les deltas de l'extrême nord du globe, les rendant moins résistants à l'élévation du niveau de la mer. Des deltas moins stables pourraient également avoir un impact sur les écosystèmes arctiques, créant des gagnants et des perdants parmi les espèces du delta et affectant même le cycle mondial du carbone.

Modification des deltas

La nouvelle étude a examiné comment la couverture de glace et le pergélisol affectent le transport des sédiments dans les deltas arctiques et donne un aperçu de la façon dont la dynamique côtière peut changer dans un Arctique qui se réchauffe. Le mouvement des sédiments est important car il définit la forme que prennent les deltas des rivières. Il fournit également de la nourriture et un habitat aux espèces du delta et aux créatures océaniques qui se nourrissent de la matière organique qui se rend en mer.

Des recherches antérieures sur les deltas des rivières de l'Arctique ont révélé que le pergélisol le long des berges des rivières affectait le taux d'érosion des berges, et des couvertures de glace épaisses ont entraîné un écoulement fluvial restreint et plus rapide.

Lauzon, qui effectuait un stage au Laboratoire national de Los Alamos pendant la période de recherche, et ses co-auteurs, a créé deux versions d'un modèle :une pour prédire les effets que l'épaisseur de la glace pourrait avoir sur les deltas des rivières arctiques et une autre pour prédire les effets de la force du pergélisol.

Les auteurs de l'étude ont découvert que lorsque la couverture de glace est plus épaisse sur les rivières, ou avec un pergélisol plus stable le long des berges, les deltas fluviaux ont tendance à être caractérisés par des des canaux plus stables qui servaient d'entonnoirs, transportant les sédiments vers l'océan.

Mais une glace plus mince ou un pergélisol plus facilement érodable le long des berges ont déstabilisé les deltas, avec des canaux d'eau moins profonds traversant des bancs de sédiments mouvants.

Une partie de la raison pour laquelle ces canaux deviennent moins stables est due à une perte d'inondation par débordement, qui diminue avec une glace plus mince et un pergélisol plus érodable. Inondations de débordement, ce qui se produit avec une couche de glace épaisse et un pergélisol plus résistant, provoque le dépôt de sédiments le long des sommets des berges du chenal. Au fil du temps, cela se traduit par des berges plus élevées, ce qui augmente la stabilité des deltas.

Mais avec moins d'inondations excessives, les deltas peuvent devenir plus vulnérables aux effets du changement climatique, selon Anastasia Piliouras, un scientifique de la Terre à Los Alamos et co-auteur de la nouvelle étude.

"Ils pourraient alors être moins résistants à l'élévation du niveau de la mer, " elle a dit.

Écologique, impacts du cycle du carbone

Piliouras a déclaré que les changements dans la géographie des deltas fluviaux pourraient avoir des impacts écologiques et créer des gagnants et des perdants parmi les espèces qui vivent dans le delta, favorisant ceux qui préfèrent des inondations plus fréquentes tout en ayant un impact négatif sur les espèces qui préfèrent les terres sèches.

Lauzon a déclaré qu'il pourrait également y avoir des impacts sur le cycle du carbone, car davantage de matières organiques pourraient être libérées des zones du delta, bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires pour déterminer les effets globaux qu'une glace plus mince et un pergélisol instable auraient sur la libération de carbone.

Les auteurs de l'étude espèrent utiliser leur modèle pour aider à comprendre ce qui pourrait arriver à de vrais deltas tels que ceux des fleuves Yukon ou Mackenzie au Canada ou de la rivière Lena en Russie. Piliouras a déclaré avoir effectué des recherches de suivi pour vérifier si les vrais deltas des rivières présentent les caractéristiques qu'ils ont prédites à partir de leurs modèles, et que les recherches futures devraient maintenant examiner comment le pergélisol moins stable et la glace plus mince affectent les deltas des rivières.

Par ailleurs, ils travaillent également sur des recherches qui montrent comment les deux facteurs pris ensemble peuvent affecter la stabilité du delta de la rivière plutôt que d'examiner uniquement le pergélisol ou l'épaisseur de la glace isolément comme ils l'ont fait dans cette étude.