L’augmentation du carbone organique dans l’Arctique : un défi climatique croissant
Le sol gelé de l’Arctique renferme d’énormes réserves de carbone organique. Avec le dégel du permafrost et l’érosion des côtes, une partie de ce carbone est acheminée vers l’océan. Là, des microorganismes peuvent le décomposer et libérer des gaz à effet de serre qui contribuent au changement climatique.
Jusqu’à présent, les scientifiques disposaient de peu d’informations sur la quantité de ce carbone qui retourne dans l’atmosphère et celle qui reste piégée dans l’océan. Des chercheurs de l’Alfred Wegener Institute et du MARUM – Centre for Marine Environmental Sciences de l’Université de Brême ont examiné ce processus le long de la côte du permafrost à Qikiqtaruk (île Herschel) au Canada.
En étudiant des carottes sédimentaires, l’équipe a découvert que de grandes quantités de carbone terrestre sont préservées dans le fond marin. Ils ont également observé que les microorganismes marins se comportent comme des mangeurs sélectifs, préférant le carbone frais provenant de l’océan au carbone plus ancien libéré par le permafrost. Ces résultats ont été publiés dans Nature Geoscience.
Les écosystèmes de permafrost sur la terre arctique contiennent environ 1 300 gigatonnes de carbone organique, principalement issu des restes de plantes. En outre, 400 gigatonnes sont stockées dans les sédiments marins et les deltas fluviaux. Avec le réchauffement climatique, l’Arctique se réchauffe plus rapidement que toute autre région, provoquant le dégel du sol gelé et la fragmentation des côtes. Ainsi, jusqu’à 0,02 gigatonnes de carbone pénètrent dans la mer chaque année, et selon les prévisions, ce chiffre pourrait augmenter de 70 à 150 % d’ici 2100.
Pour investiguer, les chercheurs ont collecté des carottes sédimentaires à plusieurs endroits au large de l’île Herschel. Ces carottes contiennent des couches de matériaux déposés sur environ 50 ans. Les résultats montrent qu’une part relativement faible du carbone emporté dans l’océan devient partie intégrante du cycle actif du carbone. Environ 10 % du carbone organique des sédiments est converti en gaz, qui peuvent ensuite entrer dans l’atmosphère, tandis que la majorité reste enfouie dans le fond marin.
Les scientifiques ont analysé la composition des carottes sédimentaires et mesuré la rapidité avec laquelle le matériel du permafrost s’accumule au fond de l’océan. Ils ont également étudié le carbone inorganique dissous dans les espaces entre les particules de sédiment, appelés eaux interstitielles, pour évaluer la quantité de CO2 libérée par les microorganismes après consommation de matière organique.
Les résultats suggèrent que les organismes vivant dans les sédiments n’ont pas un intérêt égal pour tous les types de carbone. Des bactéries « gourmet » semblent préférer le carbone frais provenant de restes algaux récents plutôt que le carbone ancien des dépôts de permafrost. Cela laisse à penser que le carbone plus ancien du permafrost pourrait contribuer moins aux niveaux de gaz à effet de serre dans l’atmosphère que ce que les scientifiques craignaient auparavant.
Cependant, les chercheurs soulignent qu’il reste encore beaucoup à clarifier. Certains des carbonates organiques du permafrost pourraient déjà avoir été décomposés avant d’atteindre le fond marin.
Le mouvement du carbone de la terre vers l’océan pourrait également modifier la chimie et la biologie des eaux côtières, qui soutiennent les ressources alimentaires des communautés locales. L’érosion côtière peut réduire la quantité de lumière entrant dans l’eau, affectant ainsi la production primaire d’organismes unicellulaires comme les algues, qui sont essentielles pour la chaîne alimentaire marine.
Les chercheurs prévoient d’explorer ces connexions lors de la campagne internationale « Arctic Pulse » prévue pour 2027, avec l’objectif de mieux comprendre comment le changement environnemental rapide transforme les écosystèmes arctiques.
Cette étude fournit une base solide pour les modèles climatiques qui prédisent les conséquences du dégel du permafrost sur le climat mondial.
Source : Nature Geoscience
