Les effets du changement climatique sur les réservoirs de carbone du pergélisol
Les écosystèmes du pergélisol et des zones arides sont extrêmement vulnérables et soumis à une forte pression en raison du changement climatique. Avec le dégel progressif du pergélisol, la matière organique du sol stabilisée par les températures glaciales est davantage exposée à la décomposition microbienne. Cela peut renforcer encore plus le changement climatique dû à l’émission de quantités importantes de CO2 dans l’atmosphère, créant ainsi une boucle de réaction. L’initiative VULCAN, financée par l’UE, entendait déterminer exactement à quel point la matière organique du sol est vulnérable au changement climatique dans les sols des zones arides et du pergélisol, ainsi que les répercussions de cette vulnérabilité sur le réchauffement planétaire. «La portée de l’influence du réchauffement planétaire sur le taux de perte de matière organique du sol est très incertaine, ainsi que la façon dont cela affecte les écosystèmes des zones arides et du pergélisol», explique César Plaza, qui a supervisé le projet VULCAN. Le remodelage des modèles de transformation de la matière organique Les chercheurs entendaient réduire l’incertitude des modèles actuels en améliorant les connaissances sur les processus sous-jacents qui stabilisent ou déstabilisent la matière organique du sol. Les membres de l’équipe se sont concentrés sur les processus de transformation, stabilisation et déstabilisation de la matière organique du sol au niveau moléculaire. Ils ont combiné des méthodes de pointe pour le fractionnement de cette matière dans les réservoirs de carbone, des techniques utilisant des isotopes radioactifs et la résonance magnétique nucléaire. Expériences sur le réchauffement: de l’Alaska jusqu’à l’Espagne Les chercheurs ont tenté de combler les principales lacunes dans les connaissances, puis diffusé largement ces informations aux scientifiques, aux décideurs politiques et au grand public. Ils ont mené des expériences uniques sur le réchauffement dans l’arrière-pays de l’Alaska et le centre de l’Espagne conçues par Ted Schuur (de la Northern Arizona University, aux États-Unis) et Fernando T. Maestre. L’expérience de l’Alaska a eu lieu dans la toundra en 2008, tandis que l’autre a été menée dans une zone méditerranéenne semi-aride, en Espagne. «Nous avons prélevé des échantillons de sol sur les deux sites afin d’examiner les effets des traitements de réchauffement sur le contenu de la matière organique du sol», le détaille M. Plaza. L’équipe de VULVAN a examiné quelle quantité de carbone organique des sols protégés est concernée par la dégradation du pergélisol. Ils ont eu recours à une expérience unique sur le réchauffement des écosystèmes, appelée CiPEHR, qui a installé des clôtures augmentant l’accumulation de la neige et enfermant ainsi plus de chaleur d’un côté de la clôture. «Les mesures directes des changements du carbone organique du sol durant l’expérience sur le réchauffement du pergélisol ont représenté un défi important», déclare M. Plaza. «Le dégel du pergélisol provoque des modifications physiques profondes du sol, qui compliquent l’utilisation de méthodes traditionnelles visant à quantifier les changements dans les réservoirs de carbone à des profondeurs fixées.» Afin de surmonter le défi de détecter directement les changements des réservoirs de carbone dans le sol du pergélisol, les chercheurs ont utilisé la composante minérale du sol, relativement stable, comme indicateur pour comparer les réservoirs dans le temps. Finalement, ils ont pu montrer le potentiel de mesurer directement les changements de carbone dans le sol du pergélisol. Mesurer les changements du carbone du sol à l’échelle mondiale En ce qui concerne l’avenir, les chercheurs envisagent de répéter les mesures des réservoirs de carbone du sol à grande échelle dans toute la zone du pergélisol. «Cela va s’avérer essentiel pour vraiment comprendre la portée de la rétroaction du carbone contenu dans le pergélisol sur le changement climatique», explique M. Plaza. Les chercheurs du projet ont également reconnu le besoin d’études observationnelles sur la vulnérabilité du carbone organique du sol à échelle mondiale dans les zones arides.
Mots‑clés
VULCAN, pergélisol, changement climatique, réservoir de carbone, zone aride, réchauffement planétaire, CO2, fractionnement
