Les microbes ne convertissent qu’environ 10 % du carbone ancien du pergélisol enfoui dans les sédiments côtiers de l’Arctique en gaz qui peuvent atteindre l’eau et éventuellement l’atmosphère, le reste restant enfermé dans le fond marin. C’est le résultat d’une étude publiée dans Nature Geoscience par des chercheurs de l’Institut Alfred Wegener et du MARUM, le Centre des sciences de l’environnement marin de l’Université de Brême.
Cette mesure comble une lacune qui a obligé les modélisateurs climatiques à partir d’hypothèses. Les écosystèmes du pergélisol terrestre de l’Arctique contiennent environ 1 300 gigatonnes de carbone organique, dont une grande partie reste végétale, avec 400 gigatonnes supplémentaires dans les sédiments océaniques et les deltas fluviaux. a déclaré Manuel Ruben, l’auteur principal de l’étude à l’Institut Alfred Wegener. La quantité de carbone rejetée dans l’atmosphère n’a pas été quantifiée.
» a déclaré Ruben, ajoutant que les travaux montrent également quelle quantité de matériaux décomposés provient réellement de l’ancien pergélisol. Il a décrit le résultat comme une base pour les modèles climatiques plutôt que comme une réponse définitive.
Une mesure où les modèles avaient des hypothèses
L’équipe a récupéré des carottes de sédiments au large de Qikiqtaruk, également connue sous le nom d’île Herschel, dans la mer de Beaufort canadienne, une zone présentant une érosion côtière active et des affaissements rétrogressifs liés au dégel. Ils ont examiné la composition des carottes, mesuré la rapidité avec laquelle les dépôts de pergélisol s’accumulent sur le fond marin et analysé le carbone inorganique dissous dans l’eau interstitielle contenue dans de minuscules espaces entre les grains de sédiments. Cette eau interstitielle enregistre la quantité de dioxyde de carbone libérée par les micro-organismes après avoir consommé des matières organiques.
L’analyse isotopique a produit le résultat le plus surprenant. a déclaré Gesine Mollenhauer, géochimiste à l’Institut Alfred Wegener et auteur principal de l’article. Elle a expliqué que le carbone 13 distingue le carbone d’origine terrestre du carbone marin, tandis que le carbone 14 révèle si les microbes préféraient le vieux carbone du pergélisol ou le carbone organique frais provenant des restes d’algues.
Le carbone organique sédimentaire provenait principalement du pergélisol terrestre ancien, mais le carbone inorganique dissous produit dans les sédiments était plus jeune et principalement d’origine marine. En d’autres termes, le carbone ancien est présent en grande quantité, mais ce n’est pas ce que mange la communauté microbienne, il s’accumule donc au lieu d’être converti en dioxyde de carbone et en méthane. Les résultats complets sont décrits dans l’annonce de l’étude par l’institut.
Un littoral, deux noyaux, cinquante ans
Il convient de préciser clairement la portée de cette étude, car elle limite ce qui peut être conclu. Les découvertes reposent sur des carottes de sédiments provenant d’une seule partie de la côte arctique canadienne, contenant des dépôts s’étalant sur environ 50 ans. Il s’agit d’une mesure locale détaillée et non d’un levé circumpolaire.
Les auteurs identifient directement une deuxième limite. Les sédiments échantillonnés peuvent ne pas refléter le devenir complet du matériau, car une fraction réactive pourrait rester en suspension dans la colonne d’eau ou être dégradée avant de se déposer sur le fond marin. Mollenhauer a déclaré, notant que des recherches supplémentaires sont nécessaires. Le chiffre de 10 pour cent décrit donc ce qui arrive au carbone qui atteint les sédiments, et non à tout le carbone quittant la terre.
Il s’agit d’une étude observationnelle sur le terrain publiée dans une revue à comité de lecture, et son résultat central est une quantité mesurée plutôt qu’une projection de modèle. Cela ne modifie pas la taille du stock de carbone du pergélisol, ni la vitesse à laquelle le pergélisol fond, ni le fait que les températures arctiques augmentent plus rapidement que la moyenne mondiale. Aucune agence n’a révisé ses directives sur cette base.
L’estimation des commentaires est affinée et non retirée
Nature World News a déjà rapporté comment le dégel du pergélisol libère du carbone ancien et alimente une boucle de rétroaction de réchauffement. Ce nouveau travail ne renverse pas cette image. Il en rétrécit une branche.
La rétroaction du carbone dans le pergélisol s’opère selon plusieurs voies. Le carbone peut être libéré directement par le dégel des sols terrestres, par les phénomènes de dégel brutal, par la combustion de la tourbe lors des incendies de forêt dans l’Arctique et par les matériaux érodés dans la mer. Cette étude aborde la dernière de ces voies à un endroit et la trouve moins efficace pour renvoyer le carbone dans l’atmosphère que ne le supposaient certaines estimations. Les voies terrestres ne sont pas affectées par le résultat.
Il y a aussi une conséquence pour l’océan qui n’a rien à voir avec les gaz à effet de serre. Les matériaux fraîchement érodés obscurcissent les eaux côtières, tandis que le carbone organique qu’ils transportent décolore l’eau à mesure qu’il se dissout, réduisant ainsi la lumière disponible pour les algues et autres organismes unicellulaires qui convertissent la lumière du soleil en biomasse et en oxygène. Cette production primaire est à la base du réseau alimentaire côtier qui abrite les poissons, les crustacés et les phoques, ainsi que les communautés qui en dépendent.
Travaux de terrain prévus pour combler l’écart
Les chercheurs prévoient d’étudier ces interactions plus larges dans le cadre de la campagne internationale Arctic Pulse prévue pour 2027, en utilisant des mesures coordonnées à bord du brise-glace de recherche Polarstern, l’avion de recherche de l’institut et des travaux de terrain sur terre.
Les questions ouvertes sont spécifiques. Quelle quantité de carbone réactif est perdue dans la colonne d’eau avant d’atteindre les sédiments ? Le schéma observé à Qikiqtaruk se maintient-il le long des côtes sibériennes et alaskiennes, avec des taux d’érosion et un apport de sédiments différents ? Et l’enfouissement reste-t-il stable à mesure que l’érosion côtière s’accélère, ou l’augmentation des livraisons finit-elle par saturer le système ?
Pour les lecteurs, les résultats pratiques sont mesurés. Une mesure locale soigneusement documentée suggère qu’une route pour le carbone ancien est plus étroite que prévu, ce qui est utile pour les modèles qui éclairent la planification climatique à long terme. Cela ne change rien à ce qui arrive au pergélisol arctique et cela ne doit pas être interprété comme une preuve que les problèmes de rétroaction ont été résolus.
Foire aux questions
Qu’a révélé l’étude ? Les micro-organismes ont converti environ 10 pour cent du carbone organique dérivé du pergélisol enfoui dans les sédiments côtiers de l’Arctique en gaz qui pourraient se déplacer dans l’eau et éventuellement dans l’atmosphère. Le reste est resté en grande partie enfoui dans les fonds marins.
Où la recherche a-t-elle été menée ? Les chercheurs ont analysé des carottes de sédiments prélevées au large de Qikiqtaruk, également connue sous le nom d’île Herschel, dans la mer de Beaufort canadienne. Les carottes contiennent des gisements s’étalant sur environ 50 ans.
Comment l’ont-ils mesuré ? L’équipe a examiné la composition du noyau, mesuré la rapidité avec laquelle les dépôts de pergélisol s’accumulent sur le fond marin et analysé le carbone inorganique dissous et les isotopes du carbone dans l’eau interstitielle des sédiments.
Pourquoi les microbes laissent-ils le carbone ancien tranquille ? L’analyse des isotopes du carbone a indiqué que les micro-organismes consomment de préférence des matières marines plus fraîches, telles que des restes d’algues, plutôt que du carbone organique plus ancien provenant du dégel du pergélisol.
Cela signifie-t-il que le dégel du pergélisol est moins préoccupant ? Non. L’étude ne porte que sur le carbone qui s’érode dans les eaux côtières et atteint les fonds marins en un seul endroit. Cela ne modifie pas la taille du stock de carbone du pergélisol, le taux de dégel ou les émissions provenant du dégel des sols terrestres.
Quelles sont les principales limites de l’étude ? Il couvre un seul littoral avec un nombre limité de carottes, et une partie du carbone réactif peut être décomposé dans la colonne d’eau avant d’atteindre le fond marin, ce qui signifie qu’il ne serait pas capturé dans ces mesures.
Qu’est-ce qui vient ensuite ? L’équipe prévoit de poursuivre ses travaux dans le cadre de la campagne internationale Arctic Pulse en 2027, en utilisant le brise-glace Polarstern, des avions de recherche et des travaux sur le terrain à terre.
