En proie à une fonte accélérée induite par le réchauffement climatique, le pergélisol arctique pourrait émettre des quantités inquiétantes de protoxyde d’azote, ou gaz hilarant, dans l’atmosphère. La planète ne risque pas de trouver cela amusant puisque c’est aussi un gaz à effet de serre 300 fois plus puissant que le dioxyde de carbone.

La <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/sciences/definitions/chimie-fonte-16520/" class="tooltip-link" data-color="purple" data-title="Fonte" data-number data-copy="La fonte est un alliage métallique ferreux. Elle&nbsp;est principalement composée de fer. L’élément additionnel est le carbone, qui est présent en relativement faible proportion.
La fonte, un alliage de fer et de carbone
Il y a&nbsp;tout de même un peu plus&nbsp;de carbone dans la…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/2/9/0/2906dda4fe_108336_fonte-theiere.jpg” data-url=”/sciences/definitions/chimie-fonte-16520/” data-more=”Lire la suite”>fonte du pergélisol (permafrost en anglais) <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/geographie-arctique-9779/" class="tooltip-link" data-color="light-green" data-title="Arctique" data-number data-copy="L'Arctique est une région de la Terre se situant au pôle Nord. Selon les définitions, ses limites sont différentes mais globalement, la région est comprise au nord du cercle polaire.
Les limites de l’Arctique
L’Arctique est une région dont les limites sont soumises à débat. D’un point de vue…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/4/e/9/4e9c0f7f0c_50036864_arctique-us-ecological-survey-flickr-cc-by-20-01.jpg” data-url=”/planete/definitions/geographie-arctique-9779/” data-more=”Lire la suite”>arctique pourrait rejeter dans l’atmosphère jusqu’à douze fois plus de <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/sciences/definitions/chimie-protoxyde-azote-15421/" class="tooltip-link" data-color="purple" data-title="Protoxyde d’azote" data-number data-copy="Le protoxyde d’azote est un gaz incolore, de formule N2O.
Du point de vue de l’environnement, l’utilisation d’engrais azotés conduit à l’émission de protoxyde d’azote, par nitrification et dénitrification des sols. Outre le secteur agricole, l’industrie de la chimie est aussi une source…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/2/c/f/2cf11ea99f_83902_canettes-gaz-hilarant.jpg” data-url=”/sciences/definitions/chimie-protoxyde-azote-15421/” data-more=”Lire la suite”>protoxyde d’azote que ce que l’on pensait, d’après une étude réalisée en Alaska par des scientifiques de Harvard et de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), parue dans le journal Atmospheric Chemistry and Physics. Connu du grand public pour son usage récréatif, le protoxyde d’azote (N2O), ou fameux gaz hilarant, est aussi le troisième <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/climatologie-gaz-effet-serre-5381/" class="tooltip-link" data-color="light-green" data-title="Gaz à effet de serre" data-number data-copy="Les gaz à effet de serre (GES) sont les gaz qui participent à l'effet de serre. L'augmentation de leur concentration dans l'atmosphère terrestre est à l'origine du réchauffement climatique.
Pour appréhender le réchauffement climatique, il faut comprendre son lien avec le phénomène naturel de…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/b/9/f/b9f0872ae1_50084221_ges2011-poilaumenton-flickr-01.jpg” data-url=”/planete/definitions/climatologie-gaz-effet-serre-5381/” data-more=”Lire la suite”>gaz à effet de serre le plus préoccupant après le dioxyde de carbone (CO2) et le méthane. Il est environ 300 fois plus efficace que le CO2 pour retenir la <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/sciences/definitions/physique-chaleur-15898/" class="tooltip-link" data-color="purple" data-title="Chaleur" data-number data-copy="Dans le langage courant, le terme de chaleur est employé pour qualifier la sensation que donne un corps chaud.
Les physiciens qualifient&nbsp;la chaleur d’énergie thermique. Dans le système international, elle se mesure donc en joules (J). La chaleur correspond plus précisément à un transfert…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/7/3/5/735709801b_92578_chaleur.jpg” data-url=”/sciences/definitions/physique-chaleur-15898/” data-more=”Lire la suite”>chaleur et sa présence dans la stratosphère conduit à la destruction de la <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/climatologie-couche-ozone-4411/" class="tooltip-link" data-color="light-green" data-title="Couche d'ozone" data-number data-copy="La couche d'ozone est une couche de la stratosphère terrestre qui se trouve entre 20 et 50 km d'altitude. Elle se caractérise par une concentration en ozone (O3) proportionnellement plus importante que dans les autres couches de l'atmosphère, de l'ordre de dix parties par million (ppm).
Elle a…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/8/2/3/823e041033_50020665_couches-de-l-atmosphere-wikipedia.jpg” data-url=”/planete/definitions/climatologie-couche-ozone-4411/” data-more=”Lire la suite”>couche d’ozone.

Les émissions de protoxyde d’azote sont en hausse dans le monde à cause des activités humaines, principalement l'<a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/developpement-durable-agriculture-11492/" class="tooltip-link" data-color="light-green" data-title="Agriculture" data-number data-copy="L'agriculture est le travail de la terre (ager signifie champ en latin). Son histoire est principalement&nbsp;façonnée par les progrès techniques,&nbsp;l'économie et l'environnement.
Origine de l’agriculture
Les premières traces de culture de plantes et de domestication d’animaux à des fins…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/9/d/b/9db0e9a29d_50038038_tracteur-openfield-jenny222-flickr-cc-by-nc-nd-20.jpg” data-url=”/planete/definitions/developpement-durable-agriculture-11492/” data-more=”Lire la suite”>agriculture (utilisation massive des engrais). Les sols, notamment dans les régions tropicales, en sont des sources naturelles de par les <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/sante/definitions/biologie-micro-organisme-6183/" class="tooltip-link" data-color="pink" data-title="Micro-organisme" data-number data-copy="Les micro-organismes sont étymologiquement des &quot;petits organismes&quot;, donc des êtres vivants si petits qu'ils ne sont observables qu'au microscope.
Ce terme englobe une variété d’espèces très différentes, qu’elles soient&nbsp;procaryotes (bactéries) ou eucaryotes&nbsp;(levures, algues)….” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/1/7/5/1753fd009d_50035172_escherichia-coli-microorganisme-ars-wikimedia-03.jpg” data-url=”/sante/definitions/biologie-micro-organisme-6183/” data-more=”Lire la suite”>micro-organismes producteurs qui y vivent. La contribution du pergélisol, c’est-à-dire des sols gelés en permanence, était considérée comme négligeable, une affirmation que remet aujourd’hui en cause cette nouvelle étude.

Des niveaux inattendus de protoxyde d’azote

L’étude a démarré en 2013 lorsqu’une équipe de chercheurs s’est rendue dans le nord de l’Alaska, dans une région dénommée North Slope, au bord de l’océan Arctique, afin de mesurer les niveaux de gaz à effet de serre les plus surveillés au monde, le CO2 et le méthane, ainsi que de la vapeur d’eau. La détection du protoxyde d’azote s’est ajoutée en prime. Les données ont été collectées en plein été, durant le mois d’août 2013, sur une surface équivalente à 310 km² par un petit avion volant à une altitude d’à peine 50 mètres au-dessus du sol.


En un seul mois, les émissions atteignent le seuil annuel estimé

Les données ont ensuite été analysées par Jordan Wilkerson, chercheur à Harvard et premier auteur de l’étude. Elles ont livré des résultats surprenants et d’autant plus inquiétants. En un seul mois, les émissions de protoxyde d’azote atteignent le seuil annuel estimé. La moyenne journalière s’élève à 3,8 milligrammes de protoxyde d’azote émis par mètre carré, soit entre 0,04 et 0,09 gramme par mètre carré en un mois. « Nous ne savons pas à quel point [ces émissions] vont encore augmenter, déclare Jordan Wilkerson dans un communiquéD’ailleurs, nous ignorions totalement qu’elles étaient importantes jusqu’à cette étude. »

Un dangereux cercle vicieux

Les chercheurs soulignent cependant que ces résultats restent préliminaires et appellent à poursuivre les recherches. L’étude ne se base que sur des mesures réalisées pendant quelques jours (extrapolées à un mois) et sur 310 km², une parcelle relativement restreinte comparée à l’étendue globale du pergélisol, qui recouvre environ 24 % de l'<a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/geographie-hemisphere-nord-12782/" class="tooltip-link" data-color="light-green" data-title="Hémisphère nord" data-number data-copy="Le terme «&nbsp;hémisphère nord&nbsp;» peut prendre plusieurs significations en fonction du domaine dans lequel il est utilisé&nbsp;: géographie, astronomie ou géopolitique.
L’hémisphère nord en géographie
L’hémisphère nord correspond à la moitié supérieure du globe terrestre. Il s’étend de…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/e/f/6/ef6ab91f76_117980_terre-hemisphere-nord.jpg” data-url=”/planete/definitions/geographie-hemisphere-nord-12782/” data-more=”Lire la suite”>hémisphère Nord.


Le pergélisol recouvre environ 24 % de l’hémisphère Nord

À ce jour, il s’agit toutefois de la plus grande surface étudiée dans le cadre d’une recherche sur les émissions de protoxyde d’azote par le pergélisol. D’autres méthodes pour mesurer les niveaux de gaz à effet de serre émis par ces sols (suivi sur le terrain ou bien prélèvement de <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/botanique-carotte-7429/" class="tooltip-link" data-color="light-green" data-title="Carotte" data-number data-copy="Le mot carotte peut désigner le légume (détaillé ci-dessous) ou la carotte de glace (prélèvement d'un échantillon&nbsp;vertical de glace).
La carotte, dont on consomme la racine,&nbsp;possède de bons atouts nutritionnels.
Saison de la carotte
La carotte est bonne à consommer fraîche&nbsp;entre…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/2/1/0/2104a32a24_50035745_carottes-dr-02.jpg” data-url=”/planete/definitions/botanique-carotte-7429/” data-more=”Lire la suite”>carottes étudiées en laboratoire) ne dépassent pas 50 m², selon les chercheurs.

Toutes ces études aboutissent toutefois à la même conclusion, à savoir que le pergélisol émet beaucoup plus de protoxyde d’azote que ce que l’on soupçonnait. Dans un contexte de <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/changement-climatique-rechauffement-climatique-13827/" class="tooltip-link" data-color="light-green" data-title="Réchauffement climatique" data-number data-copy="Le réchauffement climatique est une augmentation de la température moyenne à la surface de la Terre.
Causes et conséquences du réchauffement climatique
Selon les experts du Giec, le Groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat, un réchauffement global de la planète…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/e/3/b/e3b72826bf_114784_rechauffement-climatique-illustration.jpg” data-url=”/planete/definitions/changement-climatique-rechauffement-climatique-13827/” data-more=”Lire la suite”>réchauffement climatique et sachant que les températures en Arctique augmentent deux fois plus rapidement que dans le reste du globe, les taux de protoxyde d’azote sont susceptibles de s’accroître, aggravant l’effet de serre et accélérant par conséquent la fonte du pergélisol, en un cercle vicieux. Une lueur d’espoir vient de ce que des plantes se développent sur les <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/structure-terre-terre-4725/" class="tooltip-link" data-color="light-green" data-title="Terre" data-number data-copy="Parmi les huit planètes du Système solaire, la Terre est l’une des quatre planètes telluriques, solides, de composition (roches silicatées et fer) et de densité moyenne voisines (entre 3,9 pour Mars et 6,1 pour Mercure), la densité moyenne de notre planète étant de 5,52.
Structure du globe…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/8/4/f/84ff7edce5_123534_terre-apollo8.jpg” data-url=”/planete/definitions/structure-terre-terre-4725/” data-more=”Lire la suite”>terres libérées par la glace. Les émissions pourraient être atténuées par l’augmentation de la couverture végétale, stipulent les chercheurs, mais reste à savoir en quelle proportion.

Ce qu’il faut retenir

  • Le protoxyde d’azote est un gaz à effet de serre et un destructeur de la couche d’ozone souvent oublié par rapport au dioxyde de carbone et au méthane. 
  • La fonte du pergélisol est susceptible de libérer beaucoup plus de protoxyde d’azote que prévu et d’accélérer le réchauffement climatique.
  • Les émissions de protoxyde d’azote par le pergélisol en Alaska atteignent en un mois le niveau attendu en un an, d’après une étude.
Pour en savoir plus

Le pergélisol risque de libérer du CO2 en quantités gigantesques

Article de Laurent Sacco, publié le 09/03/2018

À cause du réchauffement climatique, le pergélisol arctique pourrait libérer, d’ici 300 ans (cumulés), 10 fois plus de gaz carbonique (CO2) que ne l’a fait l’humanité en 2016. De quoi rendre plus urgentes encore les mesures pour limiter ce réchauffement.

Les climatologues savent bien que l’une des clés de la prédiction du climat de la Terre passe par la connaissance de toutes les sources et puits de gaz à effet de serre, c’est-à-dire des quantités de ces gaz qui peuvent être émises ou capturées au cours du temps. Ils s’interrogent par exemple à propos du méthane (CH4) qui se trouve sous forme de clathrates en bordure des océans ou encore à propos du gaz carbonique (CO2) qui peut se trouver dissous dans l’océan.

Ce même CO2 (tout comme le méthane) peut s’accumuler dans les sols, y compris dans les régions arctiques. Comme ces dernières sont en train de se réchauffer, les chercheurs tentent d’évaluer à quel point cela va affecter le climat au cours de ce siècle et des prochains. Il s’agit d’éléments à prendre en compte pour évaluer au plus juste notre futur et le temps qu’il nous est donné pour effectuer une <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/developpement-durable-transition-energetique-15371/" class="tooltip-link" data-color="light-green" data-title="Transition énergétique" data-number data-copy="Dans les esprits, l’expression «&nbsp;transition énergétique&nbsp;» fait référence au passage d’un système énergétique reposant presque exclusivement sur des sources d’énergie fossile à un système centré sur des énergies renouvelables.
La réalité est un peu plus complexe. En effet, le mix…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/b/5/a/b5adf76a1b_82650_transition-energetique.jpg” data-url=”/planete/definitions/developpement-durable-transition-energetique-15371/” data-more=”Lire la suite”>transition énergétique. Celle-ci sera basée sur l’énergie nucléaire et les <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/energie-renouvelable-energie-renouvelable-6634/" class="tooltip-link" data-color="light-green" data-title="Énergie renouvelable" data-number data-copy="Sont classées dans la catégorie des énergies renouvelables (EnR), toutes les énergies que la nature constitue ou reconstitue plus rapidement que l’Homme ne les utilise. Elles peuvent ainsi être considérées comme inépuisables à l’échelle du temps humain.
Avantages des énergies renouvelables par…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/0/7/1/0718e1b4f6_103971_energie-renouvelable-soleil-vent.jpg” data-url=”/planete/definitions/energie-renouvelable-energie-renouvelable-6634/” data-more=”Lire la suite”>énergies renouvelables si nous prenons les bonnes décisions.

Une équipe de chercheurs, menée par Nicholas Parazoo, du célèbre Jet Propulsion Laboratory de la Nasa, à Pasadena, en Californie, vient d’ailleurs de publier un article à ce sujet dans le journal The Cryosphere. Il s’agissait d’évaluer la stabilité du carbone piégé dans les pergélisols des régions polaires en Alaska et en Sibérie. Ce travail a conduit à une découverte surprenante qui laisse penser qu’au cours des 300 prochaines années cumulées, du fait du réchauffement climatique actuel, jusqu’à 10 fois la quantité de gaz carbonique injectée dans l’atmosphère par l’activité de l’humanité en 2016 pourrait être également libérée.

1.700 milliards de tonnes de carbone dans le pergélisol arctique

Le pergélisol en Arctique est en train de se déstabiliser dans les régions sud et il le sera bientôt dans les régions nord ; ainsi, d’ici 40 à 60 ans, il deviendra une source permanente de CO2. C’est ce que disent en tout cas les <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/sciences/definitions/matiere-modelisation-11321/" class="tooltip-link" data-color="purple" data-title="Modélisation" data-number data-copy="La modélisation est la représentation d'un système par un autre, plus facile à appréhender. Il peut s'agir d'un système mathématique ou physique. Le modèle sera alors numérique ou analogique.
La modélisation numérique
La modélisation numérique consiste à construire un ensemble de fonctions…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/a/0/8/a0817e96b9_50037926_soleil-simulation-vibrations-sismologie.jpg” data-url=”/sciences/definitions/matiere-modelisation-11321/” data-more=”Lire la suite”>modèles numériques du Centre national pour la recherche atmosphérique, à Boulder, au Colorado (États-Unis), lorsqu’on les nourrit de données sur les températures du sol de ces régions polaires, comme l’ont fait Parazoo et ses collègues.

Rappelons que le pergélisol (permafrost, en anglais) est un sol qui reste gelé pendant des années, voire des millénaires, sous la couche arable. Il contient des matières organiques riches en carbone, comme des feuilles ou des <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/botanique-bryophyte-5908/" class="tooltip-link" data-color="light-green" data-title="Bryophyte" data-number data-copy="Les bryophytes (du grec bruon, mousse et phytos, végétal), ou mousses, sont un embranchement du règne des végétaux. Les plantes de cet embranchement sont des végétaux terrestres caractérisés par l’absence de système vasculaire.
Elles ne disposent donc pas de racines, mais de structures appelées…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/a/9/b/a9b9211bba_50035047_bryophyte-sporophyte-sporange-theotherjohnc-cc.jpg” data-url=”/planete/definitions/botanique-bryophyte-5908/” data-more=”Lire la suite”>mousses, qui ont gelé sans se décomposer et qui s’y sont accumulées depuis la dernière glaciation. À mesure que la température de l’air dans l’Arctique fait fondre le pergélisol, cette <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/sciences/definitions/matiere-matiere-15841/" class="tooltip-link" data-color="purple" data-title="Matière" data-number data-copy="On désigne&nbsp;par le terme de matière&nbsp;tout ce qui compose les corps qui nous entourent, tout ce qui a une masse et un volume.
Matière organique, matière azotée, etc.
Il existe différentes familles comme :

la matière organique, qui constitue les êtres vivants (animaux ou végétaux) ou…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/e/7/0/e70ccaaf4a_91935_matiere.jpg” data-url=”/sciences/definitions/matiere-matiere-15841/” data-more=”Lire la suite”>matière organique se décompose et libère son carbone dans l’atmosphère sous forme de CO2 ou de CH4. Elle pourrait représenter environ 1.700 milliards de tonnes de carbone, soit deux fois plus que n’en contient actuellement l’atmosphère.

Paradoxalement, et c’est le côté surprenant de l’étude des climatologues, les régions sud de l’Arctique ont des sols qui sont déjà en train de se déstabiliser, mais des plantes y croissent et capturent ainsi du CO2 atmosphérique en effectuant la <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/botanique-photosynthese-227/" class="tooltip-link" data-color="light-green" data-title="Photosynthèse" data-number data-copy="La photosynthèse est une réaction biochimique énergétique&nbsp;qui&nbsp;se déroule&nbsp;chez les plantes.
Rôle de la photosynthèse
La photosynthèse a pour but de créer de l’énergie&nbsp;(sous forme de glucide)&nbsp;à partir de l’énergie lumineuse provenant&nbsp;du soleil. Les organismes qui…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/b/6/5/b65b753724_50034186_feuille-jon-sullivan-dp.jpg” data-url=”/planete/definitions/botanique-photosynthese-227/” data-more=”Lire la suite”>photosynthèse. Ce sont finalement les régions les plus froides, au nord, qui vont se mettre dans quelques décennies à libérer du gaz carbonique en premier alors qu’elles se réchauffent plus lentement. Mais vers la fin du prochain siècle, le bilan sera finalement positif pour tout le pergélisol arctique, qui représente environ la superficie du Canada dans l’hémisphère nord.

Il est clair que c’est une raison de plus de se débarrasser des énergies fossiles le plus vite possible. Espérons que nous pourrons maîtriser la fusion nucléaire avant les années 2050.

Le CO2 du pergélisol pourrait être en partie séquestré

Article CNRS publié le 10/09/2015

Le pergélisol de notre planète, cet épais sol gelé, contient du gaz carbonique enfoui sous forme de matière organique depuis la dernière <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/climatologie-periode-glaciaire-1068/" class="tooltip-link" data-color="light-green" data-title="Période glaciaire" data-number data-copy="Les périodes glaciaires sont des ères géologiques qui ont été marquées par un abaissement des températures dans l’hémisphère nord, où la couverture continentale est dominante, ce qui a provoqué une expansion des glaciers aux hautes latitudes.
Origine des périodes glaciaires du Quaternaire
Les…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/c/9/0/c9095f93f2_50015412_carte-pleistocene-glaciation-north-arizona-university-dr.jpg” data-url=”/planete/definitions/climatologie-periode-glaciaire-1068/” data-more=”Lire la suite”>période glaciaire, il y a environ 8.000 ans. Or, le réchauffement climatique a provoqué une libération de ce carbone. Une libération qui pourrait être atténuée selon des chercheurs, comme le montrent les grandes quantités de carbone charriées par le fleuve Mackenzie, au nord du Canada. Réchauffé, le pergélisol s’érode en effet plus facilement et la matière organique se retrouve durablement piégée… dans l’océan Arctique.

Le Mackenzie, au nord du Canada, est l’un des principaux fleuves de la planète. Son <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/developpement-durable-bassin-versant-6628/" class="tooltip-link" data-color="light-green" data-title="Bassin versant" data-number data-copy="Un bassin versant est un territoire qui draine l’ensemble de ses eaux vers un exutoire commun, cours d’eau ou mer.
On définit différents bassins versants en fonction de l’échelle de travail ou d’étude, depuis les parcelles de quelques dizaines de mètres carrés d’un minuscule affluent jusqu’aux…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/6/4/9/64922557b6_50035375_bassin-versant-authie-antonov14-wikimedia-cc-3.jpg” data-url=”/planete/definitions/developpement-durable-bassin-versant-6628/” data-more=”Lire la suite”>bassin versant a une superficie de 1.787.000 km2, il apporte ainsi chaque année à l’océan Arctique 100 millions de tonnes de <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/paleontologie-sediment-1045/" class="tooltip-link" data-color="light-green" data-title="Sédiment" data-number data-copy="Un sédiment est un dépôt meuble laissé par les eaux, le vent et les autres agents d'érosion, et qui, selon son origine, peut être fluviatile, glaciaire, lacustre ou marin.
Il se compose donc de particules qui ont été emportées par les agents d’érosion, et qui se déposent en strates successives…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/2/6/1/261f67921e_47250_def-sediment-eutrophisationethypoxia-flickr.jpg” data-url=”/planete/definitions/paleontologie-sediment-1045/” data-more=”Lire la suite”>sédiments qui se déposent sur les marges de la mer de Beaufort. Les rivières exportent en effet des produits <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/sciences/definitions/chimie-solide-15332/" class="tooltip-link" data-color="purple" data-title="Solide" data-number data-copy="Avec notamment l’état liquide et l’état gazeux, l’état solide est l’un des états de la matière. Dans l’état solide, ions, atomes ou molécules sont fortement liés les un(e)s aux autres et ne disposent que de&nbsp;très peu de liberté de mouvement.
Cristaux et solides amorphes
À l’échelle…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/e/6/8/e6888a7dfb_82227_solide.jpg” data-url=”/sciences/definitions/chimie-solide-15332/” data-more=”Lire la suite”>solides provenant des sols en pente de leur bassin versant. Ces sédiments sont particulièrement riches en matière organique dont la nature et l’origine étaient jusqu’à présent assez mal connues.

Depuis plusieurs années, ce fleuve fait l’objet d’études approfondies. Un consortium international a ainsi échantillonné à plusieurs reprises des sédiments transportés par le fleuve à différentes profondeurs dans le chenal et mesuré l’abondance des échantillons en carbone 14 (14C). Les chercheurs ont ainsi constaté que la matière organique transportée par le fleuve Mackenzie jusqu’à l’océan était pauvre en carbone 14, c’est-à-dire relativement ancienne.

En complétant leurs analyses à l’aide d’autres traceurs (isotopes 12 et 13 du carbone et rapport azote/carbone), les chercheurs ont montré qu’environ 10 à 30 % du carbone transporté par le fleuve était suffisamment ancien pour ne plus contenir de carbone 14 et que ce carbone ancien provenait de l’érosion de roches sédimentaires riches en matière organique et âgées de plusieurs centaines de millions d’années, dont la présence est bien documentée dans le bassin du Mackenzie. Ils ont également montré que les 70 à 90 % de carbone organique restant (du carbone « moderne » contenant du 14C) provenaient d’un mélange de matière organique, récemment fabriquée par les végétaux, et de matière organique plus ancienne vieille de 8.000 à 9.000 ans, une époque correspondant au maximum d’extension des marécages, tourbières et sols, riches en matière organique, formés après le retrait de la calotte glaciaire qui recouvrait le Canada lors du dernier âge glaciaire et aujourd’hui gelés.

Du carbone naturellement enfoui dans l’océan

Une des menaces du changement climatique est la fonte du pergélisol (sol gelé en permanence des zones subarctiques et arctiques) avec pour conséquence la décomposition en gaz carbonique (CO2) des énormes quantités de matière organique qui y sont piégées. Les sols gelés de la planète contiennent en effet deux fois plus de CO2 que n’en contenait l’atmosphère de l’époque préindustrielle. Or, cette étude montre qu’en fait une partie de la matière organique du pergélisol est emportée jusque dans les sédiments marins, en raison d’une érosion accrue des sols devenus plus instables et que, ce faisant, elle échappe à cette décomposition.

Afin d’étudier le devenir à long terme de la matière organique fluviale ayant atteint l’océan, les chercheurs ont conduit les mêmes analyses que précédemment dans une carotte sédimentaire prélevée dans le delta du fleuve. Ils ont ainsi pu montrer qu’en mer, 65 à 100 % de la matière organique fluviale était préservée de la décomposition, un taux important permis par la combinaison de deux facteurs : des températures faibles et un taux de sédimentation élevé au débouché du fleuve. L’érosion des sols gelés des hautes <a tooltip href="https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/geographie-latitude-720/" class="tooltip-link" data-color="light-green" data-title="Latitude" data-number data-copy="La latitude d’un point sur la&nbsp;Terre&nbsp;correspond à la distance angulaire qui sépare ce point de l’équateur. La latitude de l’équateur est donc de 0°. Les autres latitudes se comptent entre 0 et 90°, nord ou sud, selon l’hémisphère dans lequel on se trouve.
Notez que l’on peut imaginer…” data-image=”https://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/1/0/f/10f7657736_121079_latitude-coordonnee.jpg” data-url=”/planete/definitions/geographie-latitude-720/” data-more=”Lire la suite”>latitudes, accentuée par leur fonte, et le transport vers l’océan de la matière organique qu’ils renferment sont donc des moyens efficaces pour la planète, non seulement de diminuer le taux de décomposition en CO2 de la matière organique du pergélisol, mais aussi d’enfouir dans l’océan, pendant plusieurs centaines de milliers d’années, le carbone qui avait été piégé dans le pergélisol après la dernière période glaciaire, il y a 8.000 ans environ.

Grâce à des estimations récentes des flux de sédiments transportés par le fleuve Mackenzie, les chercheurs ont calculé que 2,2 millions de tonnes de carbone organique moderne étaient transportées chaque année à l’océan Arctique. Ce flux est supérieur aux apports cumulés des autres grands fleuves arctiques (Ob, Yenisei, Lena, Indigirka et Kolyma). Il n’est évidemment pas suffisant pour contrebalancer les émissions anthropiques de CO2 mais il est suffisamment important pour avoir joué (et pour jouer encore) un rôle dans le couplage entre climat et cycle du carbone aux hautes latitudes.

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