Le pergélisol est un sol qui reste gelé toute l'année; il couvre près d'un quart des terres de l'hémisphère nord. L'état gelé du pergélisol lui permet de stocker de grandes quantités de carbone; environ deux fois plus que dans l'atmosphère. Le taux et l'étendue du dégel futur du pergélisol, et par conséquent la libération de son carbone, est difficile à prédire à partir des seules observations modernes.

Cependant, une relation passée cruciale entre la banquise estivale dans l'Arctique et le pergélisol, découvert dans cette étude, est maintenant compris, avec des implications importantes pour l'avenir.

Pr Gideon Henderson, un auteur de l'étude basée au Département des sciences de la Terre, Université d'Oxford, a déclaré:«Nous avons été surpris de constater que les moments où le pergélisol a fondu dans le passé ne correspondaient pas simplement aux moments où la Terre était à son plus chaud, mais étaient beaucoup plus probables lorsque l'Arctique était libre de glace en été. Cette découverte sur le comportement passé du pergélisol suggère que la perte attendue de la banquise arctique à l'avenir accélérera la fonte du pergélisol que l'on trouve actuellement dans une grande partie de la Sibérie.'

Des diminutions significatives de la banquise arctique ont été observées ces dernières années, et l'Arctique devrait être exempt de glace de mer estivale au cours des prochaines décennies. Une telle perte de glace de mer est susceptible de conduire à une accélération du dégel du pergélisol en Sibérie et à la libération conséquente de carbone.

La nouvelle recherche repose sur un travail de terrain stimulant pour découvrir et explorer les grottes sibériennes. Les grottes sont de puissants enregistreurs des périodes où le pergélisol était absent dans le passé. Stalagmites, les stalactites et les flowstones ne peuvent se former que lorsqu'il y a de l'eau liquide, et donc pas lorsque les terres sus-jacentes sont gelées en permanence. La présence de stalagmites dans les grottes sous le pergélisol actuel démontre ainsi des périodes où le pergélisol était absent dans le passé.

Développement de nouvelles approches de datation des stalagmites par des mesures d'uranium naturel et de plomb, permettent de dater les stalagmites récupérées - et donc les périodes d'absence de pergélisol - depuis un million et demi d'années. Les stalagmites ont augmenté par intermittence à partir de 1, 500, 000 à 400, il y a 000 ans, et n'ont pas grandi depuis les 400 derniers, 000 ans. Le moment de la formation des stalagmites, et donc absence de pergélisol, ne se rapportent pas simplement aux températures mondiales dans le passé, mais sont notamment plus fréquents lorsque l'océan Arctique était exempt de glace de mer en été.

Cette étude montre que plusieurs processus peuvent conduire à la relation entre la banquise arctique et le pergélisol. L'absence de glace de mer entraîne une augmentation du transfert de chaleur et d'humidité de l'océan à l'atmosphère et, par conséquent, un air plus chaud transporté loin des terres en Sibérie. Le transport de l'humidité augmente également les chutes de neige sur la Sibérie pendant les mois d'automne. Cette couverture de neige isole le sol du froid extrême des hivers entraînant une augmentation des températures moyennes annuelles du sol, déstabiliser le pergélisol. Par conséquent, dans les régions où l'enneigement et l'isolation sont accrus, le pergélisol va commencer à dégeler, libérant du dioxyde de carbone qui a été piégé pendant des millénaires.

L'article—« Preuve paléoclimatique du pergélisol vulnérable pendant les périodes de faible glace de mer »—sera disponible en ligne à l'adresse La nature le 8 janvier 2020,