La modélisation informatique montre la libération du carbone dans l'atmosphère
Une nouvelle étude internationale avance que les changements climatiques se produisant sur Terre pourraient engendrer la libération de milliards de tonnes de carbone piégées dans le pergélisol dans l'atmosphère d'ici la fin du XXIe siècle. L'étude, présentée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), révèle que cette libération de carbone pourrait accélérer le réchauffement planétaire. La recherche était financée dans le cadre du projet COMBINE («Comprehensive modelling of the Earth system for better climate prediction and projection»), soutenu à hauteur de 8 millions d'euros au titre du thème Environnement du septième programme-cadre de l'UE (7e PC). En utilisant un système de modélisation informatique au centre de superinformatique du Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), des chercheurs du Canada, de France, du Royaume-Uni et des États-Unis ont découvert que le réchauffement du sol pourrait entraîner à un changement au niveau des puits de dioxyde de carbone (CO2) des régions en haute altitude et en faire des sources. L'équipe, dirigée par Charles Koven du département sur l'énergie du Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), explique que les résultats contredisent les travaux de comparaison de modèles inclus dans le quatrième rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) de 2007. Selon les chercheurs, ces travaux de comparaison indiquaient que le changement climatique renforcera la croissance de la végétation en haute altitude, ce qui entraînera une plus grande absorption de carbone atmosphérique que ce que la fonte du pergélisol libèrera. Toutefois, le modèle actuel comprend des processus détaillés de l'accumulation du carbone dans le sol en altitude et sur son évacuation lors de la fonte du pergélisol. Ces processus permettent au nouveau modèle de se baser sur une plus grande quantité de carbone dans le sol par rapport à ses prédécesseurs, et apporte ainsi une meilleure vision de la vulnérabilité du carbone face à la décomposition à mesure que le sol se réchauffe. L'équipe a réalisé quatre simulations sur la période 1860-2100 en utilisant plusieurs différents processus pour chaque tentative. Ils ont également ajouté un scénario de changement climatique déclenchant une augmentation de 8° Celsius en 2100, une température plus élevée que la moyenne internationale. D'après les résultats du modèle, le surplus de l'absorption de carbone par une végétation plus abondante sera contrebalancé par la quantité accrue de carbone rejeté dans l'atmosphère. «L'addition des processus se déroulant au niveau du pergélisol s'est révélée être très importante», commente le Dr Koven. «Les modèles antérieurs sous-estiment fortement la quantité de carbone au sol dans les régions situées en haute altitude, car ils ne tiennent pas compte des processus d'accumulation de carbone dans les sols. Notre modèle inclut davantage de carbone dans le sol, ce qui amplifie énormément les conséquences du réchauffement planétaire.» Avec ses collègues, le Dr Koven a estimé comment le CO2 et le méthane seraient rejetés par les écosystèmes arctiques et boréaux en raison du changement climatique. Les chercheurs expliquent que ces écosystèmes jouent un rôle essentiel dans le cycle mondial du carbone car ils sont riches en carbone organique accumulé dans les sols gelés au cours des millénaires. Ainsi, la majorité de ce carbone est piégée et n'est donc pas recyclée. Mais il peut être rejeté dans l'atmosphère suite à l'augmentation des températures, ce qui constituerait un phénomène positif dans le contexte du changement climatique. Parallèlement, l'étude a également découvert une légère augmentation dans l'émission de méthane. «Nous savons que la fonte du pergélisol entraînerait une libération de méthane», commente le Dr Koven. «Mais la probabilité que du carbone ou du méthane soit rejeté dépend de l'hydrologie et d'autres processus limités que les modèles ne résolvent pas aisément. Il est possible que le réchauffement en haute altitude mène à l'assèchement de nombreuses régions, ce qui entraînerait une diminution des émissions de méthane, une conclusion à laquelle nous étions parvenus.» Les chercheurs expliquent que davantage de travaux sont nécessaires pour que nous comprenions mieux les processus entraînant le rejet de carbone à partir de couches gelées en permanence, de celles soumis au gel saisonnier et des couches de sol fondu.Pour de plus amples informations, consulter: Berkeley Lab: http://www.lbl.gov/ PNAS: http://www.pnas.org/
Pays
Canada, France, Royaume-Uni, États-Unis