Un saule de Richardson, espèce arbustive arctique de 40 cm de haut, sur l’Île Bylot.

L’expansion arbustive dans l’Arctique pourrait accélérer le dégel du pergélisol encore plus que prévu

Résultat scientifique Océan Atmosphère

Le pergélisol contient deux fois plus de carbone que l’atmosphère, sous forme de débris végétaux gelés. Le dégel du pergélisol permet aux bactéries de métaboliser ces débris qui sont transformés en CO2 et CH4, les principaux gaz à effet de serre. La vitesse de dégel du pergélisol et sa contribution au réchauffement climatique sont mal connus à cause de nombreuses rétroactions mal quantifiées ou qui restent à découvrir. Une rétroaction positive connue est due à l’expansion des arbustes sur la toundra arctique qui piègent la neige soufflée par le vent. Il en résulte un manteau neigeux plus épais et plus isolant qui limite le refroidissement hivernal du pergélisol, ce qui augmente son dégel estival.

Un travail conjoint entre l’Université Laval, le CNRS et l’Université de Grenoble, sur l’Île Bylot dans le haut Arctique canadien, a mis en évidence un nouveau processus complexe qui pourrait encore amplifier le dégel du pergélisol dû à l’expansion arbustive. Les mesures effectuées ont révélé des températures hivernales du pergélisol plus froides que prévues sous des arbustes. Des simulations numériques ont démontré que ce refroidissement hivernal était dû à la conduction du froid à travers les branches des arbustes qui, en gelant, deviennent un excellent conducteur thermique. Jusqu’ici, bonne nouvelle : la conduction du froid à travers les branches gelées refroidit le pergélisol. Le problème survient au printemps. À la sortie de la nuit polaire, les rayons de soleil traversent la neige et réchauffent les branches enfouies, qui absorbent la quasi-totalité de la lumière qui les touche. Cette chaleur est transmise efficacement par les branches jusqu’au sol gelé, qui dégèle beaucoup plus rapidement. Globalement, quel est le bilan entre le refroidissement hivernal et le réchauffement printanier ? Très probablement un réchauffement dans la plupart des cas, sauf peut-être sur les pentes les plus exposées au Nord, ou l’impact du réchauffement solaire est plus faible.

Conduction du froid et de la chaleur à travers les branches gelées enfouies sous la neige. Ces processus refroidissent le pergélisol en hiver mais le réchauffent au printemps.

En savoir plus

Permafrost cooled in winter by thermal bridging through snow-covered shrub branches – Nature Geoscience

Florent Domine, Kevin Fourteau, Ghislain Picard, Georg Lackner, Denis Sarrazin, Mathilde Poirier

https://doi.org/10.1038/s41561-022-00979-2

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Florent Domine
Chercheur CNRS au laboratoire de recherche international Takuvik