Micaela Pedrazas (à gauche) et Cansu Demir, tous deux étudiants diplômés de l'Université du Texas à Austin Jackson School of Geosciences, examiner un côté exposé d'un polygone de coin de glace, qui a été découvert par l'érosion et la fonte. Une lentille de glace est visible à droite de Demir. Crédit :Bayani Cardenas
Si vous avez volé de la mer vers la terre dans le versant nord de l'Alaska, tu traverserais de l'eau, sur une plage étroite, puis dans la toundra. De l'air, cette toundra ressemblerait à un paysage de formes polygonales de la taille d'une pièce. Ces formes sont les manifestations de surface de la glace dans le sol gelé ci-dessous, une terre solidifiée connue sous le nom de pergélisol.
Les scientifiques ont longtemps cru que le pergélisol solide s'étendait au large :de la toundra, au-dessous de cette plage étroite et au-dessous du fond marin en pente douce. Ils considéraient ce pergélisol comme de la brique solide, verrouiller le sous-sol - et les grandes quantités de carbone qu'il retient - en place.
Mais de nouvelles recherches menées par Micaela Pedrazas, qui a obtenu sa maîtrise à l'Université du Texas à Austin Jackson School of Geosciences en travaillant avec le professeur Bayani Cardenas, a bouleversé ce paradigme. Ils ont constaté que le pergélisol était pratiquement absent sur tout le fond marin peu profond le long d'un site de terrain côtier dans le nord-est de l'Alaska. Cela signifie que le carbone peut être libéré des sources côtières beaucoup plus facilement qu'on ne le pensait auparavant.
L'étude a été publiée dans Avancées scientifiques le 23 octobre avec des coauteurs de la Jackson School et du Marine Science Institute de l'UT.
En utilisant une technique géophysique appelée imagerie par résistivité électrique, les chercheurs ont cartographié le sous-sol sous la lagune de Kaktovik le long de la côte nord-est de l'Alaska sur une période de trois ans.
Une image aérienne de polygones de coins de glace à côté de la lagune de Kaktovik. Les polygones sont des signes de glace dans le sol gelé ci-dessous, une terre solidifiée connue sous le nom de pergélisol. Crédit :Nathan Sonderman
Les résultats étaient inattendus. La plage et le fond marin étaient entièrement libres de glace jusqu'à au moins 65 pieds. Sur la toundra elle-même, un pergélisol riche en glace a été détecté dans les 16 premiers pieds, mais en dessous, le sous-sol cartographié par leur imagerie était également libre de glace.
"Cela conduit à un nouveau modèle conceptuel, " a déclaré Pedrazas.
Le pergélisol se trouve dans les climats froids qui restent gelés au cours de l'année. Les scientifiques ont suivi l'impact du réchauffement climatique sur le pergélisol car, à mesure qu'il fond, le pergélisol libère ses réserves de carbone gelé dans l'atmosphère sous forme de méthane et de dioxyde de carbone, contribuant au changement climatique.
Les études sur le pergélisol se sont presque exclusivement concentrées sur la région sous la toundra. Parce qu'il n'est pas facile de travailler dans des endroits aussi éloignés et dans des conditions météorologiques difficiles, le passage de la mer au rivage a été largement ignoré.
"Cette étude nous apprend que le littoral est beaucoup plus compliqué qu'on ne le pensait, ", a déclaré le co-auteur Jim McClelland du Marine Science Institute de l'UT. "Cela ouvre la possibilité à des voies d'échange d'eau auxquelles nous n'avions pas pensé."
doctorat l'étudiant Cansu Demir et le professeur Bayani Cardenas, tous deux de la Jackson School of Geosciences de l'Université du Texas, l'installation d'un mini-puits d'eau souterraine dans le lit de la lagune de Kaktovik. Crédit :Micaela Pedrazas
Outre les considérations globales, le travail a des impacts locaux. Les communautés le long de la côte, dont la plupart sont des Inupiat, vivent sur le pergélisol. Alors que le pergélisol dégèle, il accélère l'érosion côtière, qui découpe le terrain sur lequel se dressent les habitations et les infrastructures. Dans la région de Kaktovik, l'érosion peut atteindre 13 pieds par an.
« Leur patrimoine culturel et leur bien-être sont intégrés et étroitement liés à leur environnement, " a déclaré Cardenas. " Il y a un besoin immédiat de comprendre ce qui se passe dans ces lagunes. "
Le nouveau paradigme nécessite également de réimaginer l'écosystème côtier de l'Arctique. Les eaux souterraines liquides signifient que le carbone et les nutriments peuvent se déplacer entre la toundra et le lagon. Cela signifie également que l'eau salée peut se déplacer sous la toundra, pouvant affecter les sources d'eau douce.
Paul Overduin, qui n'a pas participé à la recherche, mais qui étudie le pergélisol à l'Alfred Wegener Institute Helmholtz Center for Polar and Marine Research, a déclaré que ce travail est la première étape pour comprendre la transition du pergélisol de la mer au rivage.
« Comme c'est souvent le cas, quand nous commençons à regarder quelque chose que les gens ne connaissent pas beaucoup, vous ouvrez tout un tas de questions qui devaient être examinées, " dit-il. " C'est ce qui est vraiment excitant ici. "
