Dans le cadre d'un projet financé par la NASA appelé Arctic Transitions, les chercheurs de l'OMSI ont analysé des carottes de sédiments lacustres remontant à plusieurs milliers d'années pour reconstituer l'histoire de la croissance des plantes autour de deux lacs arctiques. Ils ont constaté que lorsque la glace de mer diminuait et que les tempêtes devenaient plus fréquentes pendant les périodes chaudes du passé, il y avait une augmentation de l'érosion, comme prévu, mais cette augmentation ralentissait ou s'arrêtait lorsque les arbustes commençaient à pousser.
"Les arbustes peuvent lier les sédiments ensemble et assurer la stabilité du sol", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Breanyn MacInnes, ancienne chercheuse postdoctorale à l'OMSI et maintenant boursière postdoctorale à l'Université du Nord de la Colombie-Britannique. "Alors que nous observons des changements climatiques et un allongement de la saison de croissance des arbustes, il est possible que la croissance des arbustes atténue une partie de l'érosion résultant de la perte de glace marine."
Les résultats, publiés en ligne le 1er septembre 2022 dans Scientific Reports, suggèrent qu’une croissance accrue des arbustes pourrait constituer un mécanisme de défense naturel pour les côtes arctiques confrontées à une érosion accrue et à une exposition accrue aux vagues et pourrait fournir aux gestionnaires et aux communautés côtières un autre outil d’adaptation à considérer.
"L'érosion côtière est un problème important dans l'Arctique qui menace les communautés, les infrastructures et les écosystèmes côtiers, mais nous ne le comprenons pas entièrement", a déclaré le Dr Chris Maio, scientifique du Centre de recherche de Woods Hole et co-auteur de l'étude. à WHOI. "Cette étude fournit un aperçu à long terme de la manière dont les arbustes peuvent assurer la protection des côtes, ce qui pourrait nous donner le temps de planifier et de nous adapter aux changements futurs."
L’érosion des côtes de l’Arctique s’est considérablement accélérée au cours des dernières décennies, le climat arctique se réchauffant plus rapidement que le reste de la planète. La perte de glace de mer et l'augmentation des grosses vagues pendant les périodes d'eau libre ont enlevé les sédiments des plages et des falaises côtières autrefois protégées par la glace.
Des études antérieures ont montré que lorsque la glace de mer fond plus loin du rivage, les vagues peuvent parcourir de plus grandes distances et transporter de plus grandes quantités d'énergie, ce qui pourrait entraîner une érosion côtière accrue. Toutefois, les processus susceptibles de contrecarrer ces forces d’érosion sont moins clairs.
Pour étudier cette question, les chercheurs ont collecté des carottes de sédiments dans deux lacs situés à 20 kilomètres (12 miles) l'un de l'autre dans la région d'Utqiagvik (anciennement Barrow) sur le versant nord de l'Alaska :le lac Imnavait Creek, situé à environ un mile de la mer de Beaufort, et le lac Imikpuk. , qui se trouve à environ 20 kilomètres (12 miles) à l’intérieur des terres.
Ils ont ensuite utilisé diverses techniques géochimiques et écologiques pour analyser les carottes, notamment des analyses au radiocarbone et au pollen. Ces enregistrements de sédiments lacustres documentent les changements survenus dans le bassin versant côtier, notamment le moment de l'expansion des arbustes, de la glace de mer et de l'activité des tempêtes.
Les carottes de sédiments des lacs Imnavait Creek et Imikpuk ont révélé que l'expansion des arbustes de la toundra s'est produite au cours des 70 à 100 dernières années dans les deux bassins versants. Cette expansion des arbustes fait suite à l’expansion des deltas des émissaires des lacs (panaches de sédiments devant l’embouchure des rivières) et à l’érosion accrue des paysages côtiers voisins causée par l’augmentation des tempêtes et la perte de la couverture de glace marine.
"Les lacs fournissent un enregistrement intégré de ce qui se passe dans leurs bassins hydrographiques, y compris les changements survenant sur la côte à 12 à 20 kilomètres (7 à 12 milles)", a déclaré MacInnes.
Par exemple, au lac Imnavait Creek, l’augmentation de l’érosion associée à l’expansion du delta et à la diminution de la glace de mer s’est produite sur une période de plusieurs centaines d’années. Au lac Imikpuk, l’augmentation de l’érosion associée à l’augmentation des tempêtes s’est produite sur une période d’environ 150 ans. Dans les deux cas, l’érosion accrue a été suivie par une croissance accrue des arbustes.
"Bien que les taux d'érosion et la croissance accrue des arbustes dans ces bassins versants puissent être des processus relativement lents lorsqu'on les considère sur plusieurs siècles, ils sont remarquables par le fait qu'au cours des 100 dernières années, l'érosion a augmenté et a été contrecarrée par la croissance des arbustes au cours d'une vie humaine", a déclaré MacInnes. .
Pour les communautés arctiques qui tentent de s'adapter aux effets du changement climatique sur l'érosion côtière, l'auteur principal de l'étude suggère que le rôle protecteur potentiel des arbustes est un attribut naturel qui devrait être pris en compte lors de l'élaboration de mesures de protection côtière.
"En comprenant comment les arbustes peuvent naturellement atténuer l'érosion, les gestionnaires côtiers peuvent prendre des décisions plus éclairées sur la manière de s'adapter au système côtier changeant de l'Arctique", a déclaré MacInnes.
