Les feux de forêt dans l'Arctique brûlent souvent loin des zones peuplées, mais leurs impacts se font sentir dans le monde entier. Du travail de terrain et de laboratoire aux campagnes aéroportées et aux satellites, La NASA étudie pourquoi les forêts boréales et les feux de toundra sont devenus plus fréquents et plus puissants et ce que cela signifie pour les prévisions climatiques, les écosystèmes et la santé humaine.

« Les incendies font naturellement partie de l'écosystème, mais ce que nous voyons, c'est un cycle de feu accéléré :nous obtenons des incendies plus fréquents et plus graves et des zones brûlées plus grandes, " a déclaré Liz Hoy, un chercheur en incendie boréal au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. Hoy travaille avec l'expérience de vulnérabilité arctique-boréale de la NASA (ABoVE), une campagne de terrain complète qui sonde la résilience des écosystèmes et des sociétés arctiques et boréales aux changements environnementaux.

Les feux de forêt dans l'Arctique diffèrent des feux de latitude moyenne, comme ceux de la Californie et de l'Idaho. Pour un, les incendies dans les 48 inférieurs sont souvent déclenchés par des humains et sont éteints le plus rapidement possible, car ils représentent un risque pour la vie et les biens. Dans la forêt boréale et la toundra, les incendies de forêt sont principalement déclenchés par la foudre et sont généralement laissés à brûler à moins qu'ils ne menacent des infrastructures ou des établissements humains importants. Par conséquent, ils grandissent souvent et consomment des centaines de milliers d'acres de végétation.

Contrairement aux feux de forêt à basse latitude, la plupart des émissions de carbone des incendies dans l'Arctique proviennent de sols organiques brûlés plutôt que d'arbres et d'arbustes brûlés.

« Les régions arctiques et boréales ont des sols très épais avec beaucoup de matière organique, car le sol est gelé ou à température limitée ainsi que pauvre en nutriments, son contenu ne se décompose pas beaucoup, " dit Hoy.

L'épaisseur, la couche supérieure du sol riche en carbone des forêts boréales et de la toundra sert d'isolant pour le pergélisol, la couche de sol perpétuellement gelée sous le tapis organique de surface.

"Quand vous brûlez le sol sur le dessus, c'est comme si vous aviez une glacière et que vous ouvriez le couvercle :le pergélisol en dessous dégèle et vous laissez le sol se décomposer et se décomposer, donc vous libérez encore plus de carbone dans l'atmosphère, " dit Hoy.

Une étude récente de l'ABoVE a révélé qu'une seule saison des incendies au Canada a émis tellement de carbone dans l'atmosphère qu'elle a compensé la moitié de tout le carbone retiré de l'atmosphère par la croissance annuelle des arbres dans toutes les vastes forêts du Canada. Ainsi, non seulement les incendies de forêt dans l'Arctique sont touchés par le réchauffement climatique, ce qui conduit à des étés plus chauds et plus secs qui créent des des conditions de poudrière - elles contribuent également à leur tour à davantage de changement climatique.

"J'entends parfois" il n'y a pas beaucoup de gens là-bas dans l'Arctique, Alors pourquoi ne pouvons-nous pas simplement le laisser brûler, pourquoi est-ce important ? » a déclaré Hoy. « Mais ce qui se passe dans l'Arctique ne reste pas dans l'Arctique – il existe des liens mondiaux avec les changements qui s'y produisent. »

Des paysages changeants

Le dégel du pergélisol provoqué par le feu provoque l'affaissement et l'effondrement des sols, créant un paysage en nid d'abeille. À certains endroits, de nouveaux lacs se forment. Chez les autres, la topographie creusée qui en résulte, connu sous le nom de thermokarst, assèche le paysage.

« Que la zone perturbée par le feu se rétablisse ou aille de l'avant vers un affaissement dépend de la quantité de glace de sol sous-jacente dans le sol, " dit Go Iwahana, chercheur sur le pergélisol à l'Université d'Alaska, Fairbanks, qui travaille avec ABoVE. « D'autres facteurs en jeu sont la gravité des blessures causées par le feu à la couche organique de surface et les conditions météorologiques que subit la zone brûlée après l'incendie. »

Au-delà de l'altération de paysages qui n'avaient pas été perturbés depuis des milliers d'années, la disparition du pergélisol signifie aussi la perte irréparable d'un record historique.

"Comme pour les carottes de glace en Antarctique et au Groenland, nous regardons les changements dans les isotopes de l'eau, teneur en gaz, et la structure de la glace du pergélisol pour comprendre ce qui s'est passé dans le passé, ", a déclaré Iwahana. "Les modélisateurs et les spécialistes des incendies prévoient une augmentation du nombre d'incendies de forêt boréale et de toundra à l'avenir, ce qui améliorera le dégel du pergélisol, et ainsi les paléoinformations contenues dans le pergélisol seront perdues."

Modifications des processus hydrologiques, ainsi que la façon dont le feu modifie la distribution des espèces végétales, altérer en fin de compte les écosystèmes locaux.

"Après un violent incendie, nous pouvons voir des changements dans la composition de la végétation globale de la terre, " a déclaré Hoy. " Cela va changer les espèces de mammifères qui peuvent y vivre et comment les gens peuvent utiliser la terre, par exemple, pour la chasse."

Deux principales espèces de gibier en Alaska, caribou et orignal, réagissent très différemment aux paysages brûlés. Au cours des premières décennies après un grand incendie, des troupeaux d'orignaux s'installent dans la région à la poursuite de la jeune végétation qui repousse. Mais le caribou, dont les régimes alimentaires sont très dépendants des lichens de surface à croissance lente et très longs à récupérer, sont endommagés par les incendies.

« L'une des préoccupations majeures en termes de gestion de la faune est que les incendies pourraient restreindre l'aire de répartition du caribou, " a déclaré Alison York, coordinateur de l'Alaska Fire Science Consortium à l'Université d'Alaska.

Impacts sur la santé

Les feux de forêt libèrent de grandes quantités de particules, qui sont nocifs pour les systèmes respiratoire et cardiovasculaire et peuvent voyager loin par les vents.

« On entend beaucoup parler des impacts des incendies sur la santé, mais toutes ces études proviennent de recherches venant d'un seul, incendie généralement de courte durée, " a déclaré Tatiana Loboda, professeur à l'Université du Maryland, Parc du Collège. « Dans la région de la forêt boréale, les incendies sont très fréquents, très gros et ils produisent beaucoup de fumée. Même les personnes qui n'habitent pas à proximité sont exposées pendant une longue période, année après année. »

Loboda a récemment lancé un projet via ABoVE pour étudier l'impact de l'exposition aux particules des incendies de forêt sur la santé des habitants de l'Alaska, un État qui a émis plus de 30 avis sur la qualité de l'air au cours de la seule saison des incendies de cette année. Bien que l'étude de Loboda se limite à l'Alaska, les incendies de forêt ont un impact sur la santé publique à travers la planète.

"Les incendies se produisent pendant les mois chauds, lorsque les gens passent beaucoup de temps à l'extérieur, en particulier les autochtones qui pratiquent des activités de subsistance comme la pêche et la chasse, " dit Loboda, qui prévoit de comparer l'exposition des communautés autochtones aux incendies de forêt avec les résultats pour la santé. "Ils manquent de toute protection qu'ils obtiendraient en étant à l'intérieur avec la climatisation allumée et en fermant leurs fenêtres."

Pour son étude, Loboda utilisera les dossiers d'hospitalisation du ministère de la Santé publique de l'Alaska pour analyser le nombre de personnes qui tombent malades pendant la saison des incendies. Elle analysera également les données satellitaires de la NASA qui, combiné avec des modèles informatiques, lui permettra de créer un enregistrement détaillé de la combustion à l'échelle quotidienne, ainsi que des inventaires approfondis des types de combustibles - le type de verdure qui brûle combiné à l'intensité du feu détermine la quantité de particules créées.

"Au cours des 20 dernières années, nous avons connu les trois plus grandes saisons d'incendie jamais enregistrées en Alaska et cela se produit en même temps que la population augmente, " a déclaré Loboda. " Plus les gens sont dispersés, plus il est probable que quelqu'un soit affecté quelque part au cours d'une année donnée."