Dans une paire d'articles récemment publiés, Michael Rawlins, professeur au département de géosciences de l'Université du Massachusetts à Amherst et directeur associé du Climate System Research Center, a fait des progrès significatifs pour compléter notre compréhension du cycle du carbone de l'Arctique ou de la façon dont le carbone est transféré entre les terres, océan et atmosphère. Afin de mieux comprendre les tendances futures du dioxyde de carbone atmosphérique, et le réchauffement climatique qui lui est associé, nous avons besoin d'une image plus complète du cycle du carbone entre les réservoirs de notre monde.

"Il y a eu beaucoup de recherches qui ont examiné le flux vertical de carbone de la terre à l'atmosphère, " dit Rawlins. Ce flux vertical comprend des choses comme la combustion de combustibles fossiles, feux de forêt, les fuites de méthane et les émissions dues au dégel du pergélisol. Mais il y a une autre partie du cycle :l'horizontale. "Beaucoup moins d'attention a été accordée à la façon dont le carbone est transféré de la terre à l'océan via les rivières, " dit Rawlins.

Comme l'eau coule sur la terre, dans les ruisseaux et les rivières, il capte le carbone, le portant finalement jusqu'à la mer. Un petit, mais une quantité non négligeable de ce carbone organique dissous (COD) est "dégazé" de l'eau de la rivière et dans l'atmosphère en tant que gaz à effet de serre. Ce qui reste coule dans l'océan, où il devient un élément clé des réseaux trophiques côtiers.

Encore, nous savons relativement peu de choses sur ce quartier océanique, flux latéraux de carbone, en particulier dans l'Arctique, où les mesures sont rares et où le réchauffement rapide conduit à une intensification du cycle hydrologique, augmentation du ruissellement et du dégel du pergélisol.

C'est là que les deux articles de Rawlins, publié dans le Journal of Geophysical Research and Environmental Research Letters, Entrez.

Rawlins et ses co-auteurs ont modifié un modèle numérique qui capture avec précision l'accumulation saisonnière de neige, ainsi que le gel et le dégel des sols, en ajoutant une comptabilité de la production, décomposition, stockage et « chargement » du COD dans les ruisseaux et les rivières. Le modèle simule désormais la quantité de carbone qui s'écoule dans les rivières de la région avec une précision surprenante. C'est le premier modèle à capturer la variation saisonnière de la quantité de COD exportée vers l'océan, un gradient est-ouest marqué à travers 24 bassins de drainage sur le versant nord de l'Alaska et des quantités relativement égales de COD circulant dans les rivières drainant vers le nord et celles drainant vers l'ouest.

Peut-être le plus important, le modèle indique des quantités croissantes d'eau douce et de COD exportées vers un lagon côtier du nord-ouest de l'Alaska. L'année 2019 se démarque particulièrement, avec une exportation massive de COD en eau douce qui était près de trois fois la quantité exportée au début des années 1980. "L'augmentation des exportations d'eau douce a des implications pour la salinité et d'autres composants de l'environnement aquatique de la lagune", dit Rawlins. Les changements sont liés à l'augmentation des précipitations, surtout en été, et les effets du réchauffement et du dégel des sols. « Les plus grandes augmentations d'eau douce et de COD, " dit Rawlins, "se produire en automne, ce qui n'est pas surprenant étant donné les pertes importantes de glace de mer dans les mers voisines de Beaufort et de Chukchi, à son tour lié au réchauffement climatique."

Finalement, ce nouveau modèle peut aider les scientifiques à affiner les valeurs de référence du carbone et à mieux comprendre comment le réchauffement climatique modifie le cycle du carbone de la Terre.