La plus grande étude jamais réalisée sur les cernes des arbres de Norilsk dans l'Arctique russe a montré que les effets directs et indirects de la pollution industrielle dans la région et au-delà sont bien pires qu'on ne le pensait auparavant.

Une équipe internationale de chercheurs, dirigé par l'Université de Cambridge, a combiné la largeur des anneaux et les mesures de la chimie du bois d'arbres vivants et morts avec les caractéristiques du sol et la modélisation informatique pour montrer que les dommages causés par des décennies d'extraction de nickel et de cuivre n'ont pas seulement dévasté les environnements locaux, mais a également affecté le cycle mondial du carbone.

L'étendue des dommages causés à la forêt boréale, le plus grand biome terrestre sur Terre, peut être vu dans les anneaux de croissance annuels des arbres près de Norilsk où la mort s'est propagée jusqu'à 100 kilomètres. Les résultats sont publiés dans le journal Lettres d'écologie .

Norilsk, dans le nord de la Sibérie, est la ville la plus septentrionale du monde avec plus de 100, 000 personnes, et l'un des endroits les plus pollués de la planète. Depuis les années 1930, l'exploitation intensive du nickel massif de la région, gisements de cuivre et de palladium, combiné avec peu de réglementations environnementales, a conduit à de graves niveaux de pollution. Une marée noire massive en mai 2020 a aggravé le niveau extrême des dommages environnementaux dans la région.

Non seulement le niveau élevé des émissions atmosphériques du complexe industriel de Norilsk est responsable de la destruction directe d'environ 24, 000 kilomètres carrés de forêt boréale depuis les années 1960, les arbres survivants dans une grande partie des latitudes nordiques élevées souffrent également. Les niveaux élevés de pollution entraînent un déclin de la croissance des arbres, qui à leur tour ont un effet sur la quantité de carbone qui peut être séquestrée dans la forêt boréale.

Cependant, alors que le lien entre pollution et santé des forêts est bien connu, il n'a pas été en mesure d'expliquer le "problème de divergence" en dendrochronologie, ou l'étude des cernes des arbres :un découplage de la largeur des cernes des arbres de la hausse des températures de l'air observée depuis les années 1970.

En utilisant le plus grand ensemble de données sur les cernes des arbres vivants et morts pour reconstituer l'histoire et l'intensité du dépérissement de la forêt de Norilsk, les chercheurs ont montré comment la quantité de pollution rejetée dans l'atmosphère par les mines et les fonderies est au moins partiellement responsable du phénomène de « dimming arctique », fournir de nouvelles preuves pour expliquer le problème de divergence.

"En utilisant les informations stockées dans des milliers d'anneaux d'arbres, nous pouvons voir les effets de la catastrophe environnementale incontrôlée de Norilsk au cours des neuf dernières décennies, " a déclaré le professeur Ulf Büntgen du département de géographie de Cambridge, qui a dirigé la recherche. « Alors que le problème des émissions de soufre et du dépérissement des forêts a été résolu avec succès dans une grande partie de l'Europe, pour la Sibérie, nous n'avons pas pu voir quel a été l'impact, en grande partie en raison d'un manque de données de surveillance à long terme.

L'expansion des mesures de la largeur des cernes des arbres résolues annuellement et absolument datées compilées par le premier auteur de l'article, Alexander Kirdyanov, ainsi que de nouvelles mesures à haute résolution de la chimie du bois et du sol, a permis aux chercheurs de quantifier l'étendue des dommages dévastateurs de l'écosystème de Norilsk, qui a culminé dans les années 1960.

"Nous pouvons voir que les arbres près de Norilsk ont ​​commencé à mourir massivement dans les années 1960 en raison de la hausse des niveaux de pollution, " a déclaré Büntgen. " Étant donné que la pollution atmosphérique dans l'Arctique s'accumule en raison des modèles de circulation à grande échelle, nous avons étendu notre étude bien au-delà des effets directs du secteur industriel de Norilsk et avons constaté que les arbres des hautes latitudes nord souffrent également. »

Les chercheurs ont utilisé un modèle avancé basé sur les processus de la croissance des arbres boréaux, avec et sans forçage d'irradiance de surface comme proxy des polluants, pour montrer que l'obscurcissement de l'Arctique depuis les années 1970 a considérablement réduit la croissance des arbres.

L'obscurcissement de l'Arctique est un phénomène causé par l'augmentation des particules dans l'atmosphère terrestre, que ce soit de la pollution, poussières ou éruptions volcaniques. Le phénomène bloque partiellement la lumière du soleil, ralentir le processus d'évaporation et perturber le cycle hydrologique.

On devrait s'attendre à ce que le réchauffement climatique augmente le taux de croissance des arbres boréaux, mais les chercheurs ont découvert que lorsque les niveaux de pollution atteignaient un sommet, le taux de croissance des arbres dans le nord de la Sibérie a ralenti. Ils ont découvert que les niveaux de pollution dans l'atmosphère diminuaient la capacité des arbres à transformer la lumière du soleil en énergie grâce à la photosynthèse, et ils n'ont donc pas pu croître aussi rapidement ou aussi fort qu'ils le feraient dans des zones à faible niveau de pollution.

"Ce qui nous a surpris, c'est à quel point les effets de la pollution industrielle sont étendus - l'ampleur des dégâts montre à quel point la forêt boréale est vulnérable et sensible, " a déclaré Büntgen. " Compte tenu de l'importance écologique de ce biome, les niveaux de pollution dans les hautes latitudes septentrionales pourraient avoir un impact énorme sur l'ensemble du cycle mondial du carbone. »