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Cryosphere-Carbon on Top of the Earth (CC-Top):Decreasing Uncertainties of Thawing Permafrost and Collapsing Methane Hydrates in the Arctic

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Les géants endormis du cycle mondial du carbone

Les gaz à effet de serre que nous rejetons dans l’atmosphère ne représentent que la partie émergée de l’iceberg du réchauffement climatique. Les rejets de méthane liés au dégel du permafrost risquent de devenir un problème majeur au cours des prochaines décennies. Le projet CC-TOP s’est penché sur ses effets potentiels.

Changement climatique et Environnement

La fonte des glaces arctiques n’aura pas pour seule conséquence de déverser de l’eau douce dans nos océans. Les gaz à effet de serre piégés dans le pergélisol, tels que le méthane, seront également libérés, ce qui complique les prévisions relatives au réchauffement de la planète. Nous ne sommes toujours pas en mesure de déterminer la quantité de gaz susceptible de s’évaporer dans l’atmosphère, ni quand, ni comment cela affectera le climat actuel. C’est sur ce point que CC-TOP (Cryosphere-Carbon on Top of the Earth (CC-Top): Decreasing Uncertainties of Thawing Permafrost and Collapsing Methane Hydrates in the Arctic) est susceptible de faire la différence. Après cinq ans de recherches intensives financées par le Conseil européen de la recherche, Örjan Gustafsson est parvenu à réunir de précieuses informations sur ce qu’il appelle les «géants endormis du cycle mondial du carbone». «Nous nous rapprochons désormais de prévisions solides sur le plan scientifique en ce qui concerne les rejets futurs de méthane au cours des décennies et des siècles à venir», explique Örjan Gustafsson, professeur au département des sciences environnementales de l’université de Stockholm. «CC-TOP nous en dit plus sur le couplage carbone-climat et les hydrates de méthane, en particulier en ce qui concerne le pergélisol situé sur les terres, le long du littoral et dans les fonds sous-marins.» Örjan Gustafsson et son équipe ont poursuivi ces géants jusqu’aux confins de l’océan Arctique de Sibérie orientale. Ils ont pu le faire grâce à une empreinte moléculaire et isotopique très élaborée des sources et des flux de matière organique, ainsi que du méthane libéré par le dégel du pergélisol. «Nous avons notamment mis au point une méthode d’investigation scientifique des sources à trois isotopes pour les rejets massifs de méthane au niveau du plateau arctique de Sibérie orientale, la plus vaste mer côtière du monde. Grâce à cette méthode, nous pouvons fournir des mesures de haute précision des isotopes stables du carbone et de l’hydrogène, ainsi que du radiocarbone présent naturellement dans l’environnement», explique Örjan Gustafsson. Cette approche a permis à l’équipe d’Örjan Gustafsson de déterminer, parmi les rejets, les proportions respectives de méthane provenant de sources biogènes proches de la surface, du dégel du pergélisol sous-marin et des réservoirs profonds de méthane thermogénique qui remontent au travers du pergélisol en cours de dégel.

De nouvelles connaissances sur le permafrost sous-marin

Le projet a donné lieu à plus de 30 articles, huit d’entre eux ayant été publiés dans des revues à fort facteur d’impact comme «Science», «PNAS» et «Nature». Par ailleurs, il a permis de compiler la première base de données scientifique ouverte consacrée à la distribution et aux sources de carbone dans l’ensemble des sédiments de l’océan Arctique. Des études de projet portant sur les périodes de réchauffement rapide passées ont permis d’établir une corrélation entre les rejets massifs de carbone du pergélisol et les augmentations accélérées du taux de CO2 atmosphérique. Comme le souligne Örjan Gustafsson: «Cela suggère que le paradigme actuel de l’évacuation du carbone par les océans pourrait devoir être complété par une remobilisation du carbone/méthane terrestre. Il s’agit peut-être d’un aperçu de ce que nous réserve le changement climatique actuel.» L’étude apporte également de nouvelles connaissances sur le permafrost sous-marin. «Nos études montrent que le permafrost qui se trouve actuellement sous l’océan du plateau continental, peu profond, a récemment atteint le point de dégel. Au cours des dernières décennies, il a dégelé à un rythme dix fois plus rapide que le permafrost terrestre», ajoute Örjan Gustafsson. Il poursuit: «Les observations des foyers d’émission de méthane dans la mer de Laptev ont également révélé que la source dominante de méthane était un réservoir thermogénique profond. Cela suggère qu’il peut y avoir une libération rapide de ce méthane préformé.» Grâce à la répartition des sources isotopiques des particules d’aérosols de carbone noir aux abords des rivages arctiques, qui permet d’estimer la contribution de sources de pollution telles que les moteurs diesel et le chauffage au bois, l’équipe a même fourni une base scientifique pour cibler les sources d’émissions dominantes dans les mesures d’atténuation. Le réseau international de CC-TOP reste très actif. Plusieurs grandes expéditions internationales sont prévues à bord de navires de recherche et de brise-glaces russes et suédois, et Örjan Gustafsson espère pouvoir bientôt soumettre une autre demande de subvention au CER. Comme il le souligne: «Les résultats de ce projet nous incitent à prendre les devants et à infléchir les courbes du changement climatique. La décennie en cours sera cruciale si nous souhaitons gagner ce combat.»

Mots‑clés

CC-TOP, Arctique, permafrost, méthane, cycle du carbone, pollution, glace, isotope, changement climatique

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