Monde de la physique : le dégel du pergélisol accélère l’érosion

Les sols de vastes régions de l’Arctique sont encore aujourd’hui gelés en permanence. Mais ce pergélisol fond progressivement à mesure que le climat se réchauffe. Non seulement les gaz à effet de serre, méthane et dioxyde de carbone, sont libérés, mais le sol perd également sa stabilité, endommageant les routes, les maisons et les ponts. Une équipe de recherche s’est désormais penchée de plus près sur cette évolution du sol. Comme le rapporte la revue « Nature Communications », le dégel crée des structures caractéristiques dans le paysage arctique, ce qui favorise l’érosion des sols.

Avec ses collègues, Shawn Chartrand de l’Université Simon Fraser de Burnaby au Canada a analysé les conséquences du dégel du pergélisol. Ils ont mené leurs investigations dans la vallée du Muskox, sur l’île Axel Heiberg, à l’extrême nord du Canada. Dans la vallée, longue de huit kilomètres et large d’un kilomètre, il y a de fortes gelées en hiver. Mais pendant les mois d’été, les températures augmentent tellement que le pergélisol commence à fondre.

À l’aide de photographies aériennes et de mesures sur place, Chartrand et son équipe ont voulu reconstituer ce développement au cours des 60 dernières années. Pour ce faire, ils ont utilisé, entre autres, des photographies de 1959. Celles-ci montrent l’état de la région arctique lorsque le sol était encore gelé de manière fiable à toutes les saisons. Les chercheurs ont comparé ces images avec d’autres données obtenues à l’aide de diverses méthodes au cours de l’été 2019. En plus des anciennes images et des nouvelles photographies aériennes et satellitaires, ils ont effectué des levés laser complexes dans la vallée Muskox pour déterminer la topographie tridimensionnelle du paysage avec une précision millimétrique. Les scientifiques ont découvert des structures caractéristiques dans le sol. Ces structures dites polygonales formaient un système de canaux à plusieurs branches de quelques mètres de large, chacun espacé d’environ dix à vingt mètres.

Les canaux de drainage des eaux de fonte augmentent l’érosion

Lors de la reconstruction de l’équipe, ces structures ont formé de nouveaux canaux pour l’eau de fonte lorsque la neige et la glace ont commencé à fondre en été au cours des dernières décennies. Il s’écoulait ensuite le long de chemins qui n’existaient pas encore dans un sol de pergélisol intact. Il transportait avec lui de la terre et des décombres. En outre, les géoscientifiques ont simulé d’autres conséquences de l’écoulement de l’eau de fonte. Ils ont réalisé que les sols du pergélisol en dégel devenaient encore plus meubles, ce qui signifiait que l’érosion augmentait. Et cela a changé le paysage arctique de façon permanente.

Les recherches de Chartrand, l’une des premières du genre, montrent exactement comment le dégel du pergélisol influence la forme du paysage – et donc aussi la flore et la faune. Cela rend l’étude fondamentale pour les études de suivi dans d’autres régions de pergélisol. À l’avenir, il sera possible de mieux déterminer l’impact du réchauffement climatique sur les régions arctiques particulièrement touchées par le changement climatique – non seulement dans le nord du Canada, mais également dans de vastes zones de la Sibérie.