Dans le grand nord, le gonflement de l'océan Arctique a inondé de vastes étendues d'écosystèmes de toundra et de steppe côtières. Même si l'eau de l'océan n'était qu'à quelques degrés au-dessus du point de congélation, il a commencé à dégeler le pergélisol en dessous, exposer des milliards de tonnes de matière organique à la dégradation microbienne. La matière organique en décomposition a commencé à produire du CO 2 et CH 4 , deux des gaz à effet de serre les plus importants.

Bien que les chercheurs étudient la dégradation du pergélisol sous-marin depuis des décennies, la difficulté à collecter des mesures et à partager des données entre les divisions internationales et disciplinaires a empêché une estimation globale de la quantité de carbone et du taux de libération. Une nouvelle étude, dirigé par un doctorat la candidate Sara Sayedi et le chercheur principal Dr. Ben Abbott à l'Université Brigham Young (BYU) publiés dans la revue IOP Publishing Lettres de recherche environnementale , éclaire le retour d’expérience climatique du pergélisol sous-marin, générer les premières estimations des stocks de carbone circumarctiques, dégagement de gaz à effet de serre, et la réponse future possible de la zone de pergélisol sous-marin.

Sayedi et une équipe internationale de 25 chercheurs sur le pergélisol ont travaillé sous la coordination du Permafrost Carbon Network (PCN), qui est soutenu par la National Science Foundation des États-Unis. Les chercheurs ont combiné les résultats d'études publiées et non publiées pour estimer la taille du stock de carbone sous-marin passé et présent et la quantité de gaz à effet de serre qu'il pourrait produire au cours des trois prochains siècles.

À l'aide d'une méthodologie appelée évaluation d'experts, qui combine plusieurs, valeurs indépendantes plausibles, les chercheurs ont estimé que la région sous-marine du pergélisol piège actuellement 60 milliards de tonnes de méthane et contient 560 milliards de tonnes de carbone organique dans les sédiments et le sol. Pour référence, les humains ont libéré un total d'environ 500 milliards de tonnes de carbone dans l'atmosphère depuis la révolution industrielle. Cela fait du stock de carbone du pergélisol sous-marin un potentiel de rétroaction géante de l'écosystème face au changement climatique.

"Le pergélisol sous-marin est vraiment unique car il répond toujours à une transition climatique dramatique d'il y a plus de dix mille ans, " Sayedi a dit. " D'une certaine manière, cela peut nous donner un aperçu de la réponse possible du pergélisol qui fond aujourd'hui à cause de l'activité humaine. »

Les estimations de l'équipe de Sayedi suggèrent que le pergélisol sous-marin libère déjà des quantités substantielles de gaz à effet de serre. Cependant, cette libération est principalement due au changement climatique ancien plutôt qu'à l'activité humaine actuelle. Ils estiment que le pergélisol sous-marin libère environ 140 millions de tonnes de CO 2 et 5,3 millions de tonnes de CH4 dans l'atmosphère chaque année. Cette ampleur est similaire à l'empreinte globale des gaz à effet de serre de l'Espagne.

Les chercheurs ont découvert que si le changement climatique causé par l'homme se poursuit, la sortie de CH 4 et Cie 2 du pergélisol sous-marin pourrait augmenter considérablement. Cependant, cette réponse devrait se produire au cours des trois prochains siècles plutôt que brusquement. Les chercheurs ont estimé que la quantité de futures émissions de gaz à effet de serre du pergélisol sous-marin dépend directement des futures émissions humaines. Ils ont découvert que dans un scénario de statu quo, le réchauffement du pergélisol sous-marin libère quatre fois plus de CO supplémentaire 2 et CH 4 par rapport au moment où les émissions humaines sont réduites pour maintenir le réchauffement à moins de 2 °C.

« Ces résultats sont importants car ils indiquent une rétroaction climatique importante mais lente, " a expliqué Sayedi. " Une certaine couverture de cette région a suggéré que les émissions humaines pourraient déclencher une libération catastrophique d'hydrates de méthane, mais notre étude suggère une augmentation progressive sur plusieurs décennies."

Même si cette rétroaction climatique est relativement progressive, les chercheurs soulignent que le pergélisol sous-marin n'est inclus dans aucun accord climatique actuel ou objectif de gaz à effet de serre. Sayedi a souligné qu'il existe encore une grande quantité d'incertitude concernant le pergélisol sous-marin et que des recherches supplémentaires sont nécessaires.

"Compared to how important subsea permafrost could be for future climate, we know shockingly little about this ecosystem, " Sayedi said. "We need more sediment and soil samples, as well as a better monitoring network to detect when greenhouse gas release responds to current warming and just how quickly this giant pool of carbon will wake from its frozen slumber."