Une source importante de carbone auparavant inconnue qui vient d'être découverte dans l'Arctique émerveille les scientifiques devant un contributeur autrefois négligé aux écosystèmes côtiers locaux et s'inquiète de ce que cela peut signifier à une époque de changement climatique.

Dans un Communication Nature papier publié aujourd'hui, chimistes aquatiques et hydrologues de l'Université du Texas à Austin's Marine Science Institute et Jackson School of Geosciences, Le Fish and Wildlife Service des États-Unis et la Florida State University présentent des preuves concentrations et flux non détectés de matière organique dissoute entrant dans les eaux côtières de l'Arctique, la source étant l'écoulement des eaux souterraines au sommet du pergélisol gelé. Cette eau passe de la terre à la mer sans être vue, mais les chercheurs pensent maintenant qu'il transporte des concentrations importantes de carbone et d'autres nutriments vers les réseaux trophiques côtiers de l'Arctique.

Les eaux souterraines sont connues à l'échelle mondiale pour être importantes pour la fourniture de carbone et d'autres nutriments aux océans, mais dans l'Arctique, où beaucoup d'eau reste emprisonnée dans la terre gelée, son rôle a été moins clair. Les scientifiques ont été surpris d'apprendre que les eaux souterraines pourraient contribuer à une quantité de matière organique dissoute dans la mer de Beaufort en Alaska, presque équivalente à celle provenant des rivières voisines pendant l'été.

"Nous devons commencer à penser différemment les eaux souterraines, " a déclaré l'auteur principal Jim McClelland, professeur de sciences marines à l'UT Austin. "L'eau qui coule des rivières vers l'océan Arctique est assez bien expliquée, mais jusqu'à présent, les eaux souterraines qui s'écoulent vers cet océan ne l'ont pas été."

La communauté des chercheurs a généralement supposé que les apports d'eau souterraine de la terre à la mer sont faibles dans l'Arctique parce que le sol gelé en permanence, ou pergélisol, limite l'écoulement de l'eau sous la surface de la toundra.

La recherche publiée aujourd'hui décrit l'échantillonnage de la concentration et de l'âge du carbone dissous, ainsi que l'azote, dans les eaux souterraines s'écoulant sous la surface de la terre dans l'Arctique pendant l'été. L'équipe a découvert qu'à mesure que les eaux souterraines peu profondes s'écoulent sous la surface sur des sites du nord de l'Alaska, il ramasse du neuf, jeune carbone organique et azote comme prévu. Cependant, ils ont également découvert que lorsque les eaux souterraines s'écoulent vers l'océan, il se mélange avec des couches de sols plus profonds et le dégel du pergélisol, capter et transporter du carbone organique et de l'azote vieux de plusieurs siècles.

On pense que ce vieux carbone transporté par les eaux souterraines est peu décomposé, n'ayant jamais vu la lumière du jour avant de rencontrer l'océan.

"Les apports d'eau souterraine sont uniques car ce matériau est un tir direct vers l'océan sans voir ni être photodégradé par la lumière, " a déclaré McClelland. "La lumière du soleil sur l'eau peut décomposer le carbone organique lorsqu'il se déplace en aval dans les rivières. La matière organique livrée à l'océan côtier dans les eaux souterraines n'est pas soumise à ce processus, et peut donc être utile comme source de nourriture pour les bactéries et les organismes supérieurs qui vivent dans les eaux côtières de l'Arctique.

Les chercheurs ont conclu que l'apport de carbone organique lixiviable à partir des eaux souterraines représente jusqu'à 70 % du flux de matière organique dissoute des rivières vers la mer de Beaufort en Alaska pendant l'été.

"Malgré son ancienneté, le carbone organique dissous dans les eaux souterraines fournit chaque été une nouvelle et potentiellement importante source de carburant et d'énergie pour les réseaux trophiques côtiers locaux, " a déclaré l'auteur principal Craig Connolly, un récent diplômé de l'Institut des sciences marines de l'UT Austin. « Le rôle que jouent les apports d'eau souterraine dans le cycle du carbone et des nutriments dans les écosystèmes côtiers de l'Arctique, maintenant et à l'avenir alors que le climat change et que le pergélisol continue de dégeler, est quelque chose qui, nous l'espérons, suscitera l'intérêt de la recherche pour les années à venir."

Co-auteur M. Bayani Cardenas, professeur à la Jackson School of Geosciences, a déclaré que l'effet démesuré du changement climatique sur l'Arctique rend la recherche sur les eaux souterraines d'autant plus importante.

"L'Arctique se réchauffe deux fois plus que le reste de la planète. Avec cela vient le dégel du pergélisol et la naissance d'aquifères, " a-t-il dit. " Il est probable que le transport des eaux souterraines dans l'Arctique sera de plus en plus important à l'avenir. "