L'image d'énormes morceaux de glace qui se détachent des glaciers et des calottes glaciaires, puis flottant vers la mer dans les endroits les plus reculés de la Terre, peut-être le symbole le plus emblématique d'une planète en réchauffement. Et bien que la plupart des gens ne verront jamais ces phénomènes familiers de près, ce qui se passe dans certains des environnements les plus glacés affecte toujours les personnes et les régions à des milliers de kilomètres.

L'écologiste Heidi Steltzer, professeur au Fort Lewis College et membre du projet Watershed Function Scientific Focus Area (SFA) du Department of Energy dirigé par le Lawrence Berkeley National Laboratory, étudie comment la réduction du manteau neigeux et la fonte précoce des neiges causées par le changement climatique ont un impact sur l'approvisionnement en eau dans les zones de haute montagne. Elle est l'auteur principal d'un nouveau rapport du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), l'organisme des Nations Unies pour l'évaluation de la science liée au changement climatique. Le rapport spécial sur l'océan et la cryosphère dans un climat changeant (SROCC) évalue la littérature scientifique la plus récente pour décrire les impacts du changement climatique sur l'océan et la cryosphère - l'eau à l'état solide, qui dans les montagnes comprend les glaciers, pergélisol, et neige.

Steltzer s'est appuyé sur son expérience de travail dans les montagnes Rocheuses du Colorado, près des sources du fleuve Colorado, pour co-rédiger le chapitre du rapport sur les hautes montagnes. C'est la première fois depuis 1996 que le GIEC présente un chapitre sur les montagnes dans l'un de ses rapports.

« Les systèmes de montagne fournissent de l'eau aux gens, une eau essentielle à la consommation, alimentaire croissante, industrie, et les systèmes énergétiques. L'eau disponible ne dépend pas seulement de la taille d'un glacier, de la quantité de neige qui tombe ou de la vitesse de fonte, mais aussi sur la façon dont la glace et la neige affectent les plantes, microbe, et les sols, " dit Steltzer.

Le pouvoir de déplacer des montagnes

Le GIEC invite des experts scientifiques sélectionnés à évaluer des milliers d'articles scientifiques publiés chaque année afin de fournir aux décideurs politiques des évaluations régulières de la base scientifique du changement climatique, ses impacts et risques futurs, et les options d'adaptation et d'atténuation. Les auteurs du contenu sur les régions montagneuses ont parcouru la littérature scientifique à la recherche d'articles couvrant toutes les régions de haute montagne où la cryosphère est présente toute l'année ou de façon saisonnière.

Le SROCC ajoute à la connaissance de la perte de masse des glaciers, dégel du pergélisol, et la diminution de la couverture neigeuse et de la durée de la neige, qui affectent les écosystèmes de montagne, approvisionnement en eau, perturbations, et les dangers. Les auteurs du chapitre sur la haute montagne affirment que de multiples aléas et risques découlent des modifications de l'environnement montagnard, y compris les impacts de la variabilité et des tendances de l'approvisionnement en eau sur la production hydroélectrique et les implications pour la politique énergétique et la gouvernance de l'eau.

Le rapport décrit un allongement de la saison de croissance et une croissance plus importante des plantes dans certaines régions, comme le plateau Qinghai-Tibet, en raison de la durée plus courte de la couverture neigeuse. Encore, dans d'autres régions, comme les montagnes Rocheuses américaines où Steltzer et l'équipe Berkeley Lab Watershed Function travaillent, les plantes ne poussent pas plus même si la saison de croissance est plus longue.

Susan Hubbard est responsable du projet DOE Watershed Function SFA et directrice de laboratoire associée pour le domaine des sciences de la Terre et de l'environnement au Berkeley Lab. Selon Hubbard, "L'approche multidisciplinaire de la fonction de bassin versant SFA vise à comprendre comment des perturbations telles que la fonte des neiges plus tôt influencent les interactions entre le substrat rocheux, sol, microbe, et la végétation à travers les changements d'altitude et de gradients et comment cela affecte à son tour l'approvisionnement en eau en aval et la qualité de l'eau.

"L'expertise de Heidi en écologie de montagne est inestimable pour ce projet, tout comme sa compréhension de la façon dont les différents bassins versants montagneux à travers le monde réagissent aux conditions changeantes. »

Combler les lacunes

Les récentes conclusions de la SFA aideront à combler les lacunes identifiées dans le rapport du SROCC et serviront de ressource pour les futurs rapports du GIEC. Par exemple, le rapport explore l'énorme changement dans la quantité de neige d'une année à l'autre au cours des trois dernières années à travers le Colorado et de nombreuses régions de l'ouest des États-Unis. en cas de faible neige, premières années de fonte, la croissance des plantes est de plus en plus synchronisée à différentes altitudes. Sous le changement climatique, le moment de la croissance des plantes change, ce qui affectera la disponibilité de l'eau et la rétention et la perte de nutriments par les interactions des plantes avec les microbes.

Selon Eoin Brodie, Directeur adjoint des sciences du climat et des écosystèmes au Berkeley Lab et membre du projet Watershed Function SFA, "Le moment des chutes de neige et le taux de fonte des neiges contrôlent les processus microbiens qui semblent exercer un contrôle significatif sur l'exportation d'azote des pentes vers la rivière."

Ensemble, Steltzer, Brodie, et les membres de l'équipe SFA utilisent des données de terrain pour éclairer le développement de modèles informatiques et des modèles pour éclairer la compréhension du comportement futur des bassins versants. Ce faisant, ils construisent un système pour prédire l'approvisionnement en eau dans l'ouest des États-Unis qui comprend comment le déclin de la couverture neigeuse affecte ces dynamiques végétales et microbiennes.

Les montagnes appellent

Maintenant l'automne est arrivé dans les montagnes du Colorado, et les chercheurs de la SFA viennent de terminer l'échantillonnage après une année de forte neige, un dans lequel il y avait de l'eau en abondance jusqu'à ce que les pluies de mousson ne se soient pas manifestées.

« L'incohérence croissante de la neige et de la pluie en montagne est choquante, " a déclaré Steltzer. " Ces conditions nous permettent d'étudier comment les changements brusques et graduels de la dynamique de la neige ont un impact sur la disponibilité et la qualité de l'eau, qui sont critiques pour l'industrie en aval, les gens et les économies des communautés dans les régions de montagne et au-delà."

Un point à retenir pour Steltzer de son travail sur le rapport est de se demander pourquoi les montagnes ne reçoivent pas plus d'attention. Elle pense que pour la grande majorité des personnes dans le monde, qui ne vivent pas à proximité des montagnes, il peut être difficile de se sentir connecté aux montagnes de manière significative.

« Alors que la cryosphère des montagnes est essentielle pour fournir de l'eau à des milliards de personnes - plus de personnes que nous ne le pensons ou ne pouvons caractériser avec des données - son importance peut encore passer largement inaperçue, " dit Steltzer.

"Nous sommes plus attentifs aux changements près de nous qu'à ceux qui se produisent au loin. Ce rapport est l'occasion d'en apprendre davantage sur ces changements lointains dans les régions montagneuses et polaires de la Terre. Les scientifiques les surveillent, cartographier les taux de changement à venir, et partager ce dont ils sont témoins au sommet des montagnes et sur les terres et mers polaires. Les changements dans ces régions éloignées nous affectent tous."