Le 29 mai dernier, 20 000 tonnes d'hydrocarbures se sont déversées dans un lac et des cours d'eau dans l'Arctique Russe, en cause, le dégel du pergélisol qui fragilise les infrastructures bâties sur ce substrat gelé. Outre cet accident grave, quels phénomènes le dégel du pergélisol induit sur l'environnement ?

A Zyryanka, en Russie, en juillet 2019, où le dégel du pergélisol modifie le paysage et l'économie siberienne.
A Zyryanka, en Russie, en juillet 2019, où le dégel du pergélisol modifie le paysage et l'économie siberienne. © Getty / The Washington Post

Nous en parlons avec Florent Dominé, glaciologue, chercheur au laboratoire franco-canadien Takuvik, unité mixte internationale entre l’université Laval à Québec et le CNRS, il a initié le projet APT, pour « Acceleration of Permafrost Thaw by Snow Vegetation Interaction ».

Une forte pollution au gazole a été provoquée, dans l’Arctique russe, par l’affaissement d’un réservoir sous l’effet du dégel du pergélisol. Que connait-on des causes de cette catastrophe écologique en cours?

La première cause de cette pollution est une grave négligence. Il est assez facile de pointer le dégel du pergélisol, les sols gelés à l’année, lié au réchauffement climatique, mais ce phénomène est connu et il était possible d’anticiper ses conséquences. C’est avant tout une affaire d’incompétence des responsables de ce réservoir de carburant, qui ne se sont pas adaptés à une situation connue de tous: le réchauffement climatique entraîne un dégel des sols gelés à l’année. Et quand ces sols contiennent beaucoup de glace, on sait que cela peut provoquer des phénomènes spectaculaires, comme la formation du cratère de Batagaika, à l’est de la Sibérie, qui atteint 100 mètres de profondeur pour une longueur d’un kilomètre environ.

Ces effondrements de structures érigées sur le pergélisol sont-ils fréquents?

Oui, c’est un problème quasi-quotidien, notamment dans le nord du Canada et la Sibérie. Dans certaines régions, le pergélisol est pauvre en glace. Quand il dégèle, l’eau peut s’écouler et il n’y a pas d’affaissement des sols. Mais quand le pergélisol est riche en glace, le sol est déstabilisé, et tout peut arriver.

Peut-on construire sur ce pergélisol?

Il vaut mieux construire sur des zones pauvres en glace. Mais on il existe des techniques de construction, que les russes maîtrisent parfaitement; ils sont les meilleurs experts au monde en sciences et techniques du pergélisol. On surélève généralement les infrastructures bien au dessus du sol de manière à ce que ce dernier puisse bien regeler en hiver. On peut aussi refroidir le sol en été ou construire avec des pilotis profondément enfoncés dans le sol gelé. Et il faut suivre l’état de ces sols, les instrumenter, pour prévenir toute situation susceptible de conduire à un effondrement. Pour les routes, on peut les construire sur des remblais de grosses roches.

La situation est-elle semblable en Sibérie et en Amérique du nord?

Oui, même s’il existe des différences entre ces deux régions. Par exemple, il fait beaucoup plus froid en hiver en Sibérie que dans le nord du continent américain. De même, la plupart de la superficie de forêt boréale sibérienne se trouve sur des pergélisols. Au Canada, les forêts sont plus souvent sur des sols ordinaires. Mais il faut savoir que cette forêt joue un rôle important: si on rase une forêt, l’ombrage ne protège plus le sol qui se réchauffe plus en été. Cela contribue de manière importante aux phénomènes d’effondrements parfois spectaculaires, comme celai du cratère que j’évoquais tout à l’heure. Le réchauffement climatique provoque la fonte du pergélisol et les interventions humaines peuvent aggraver ses conséquences.

On voit beaucoup ce qu’on appelle les «forêts ivres» dans lesquelles les arbres sont de guingois ou tombés à terre, à cause des sols dégelés. Cela signifie-t-il que ces forêts boréales vont disparaître?

A long terme, non. Car au fil du temps, l’eau est drainée et la forêt repousse. AU bout de 50 ans elle pourrait même être en meilleur état que la forêt précédente, puisque les arbres poussent mieux sur des sols non gelés. Donc à long terme, ces régions accueilleront un écosystème plus riche qu’auparavant et stockeront plus de carbone.

Quelles sont les conséquences de ce dégel en matière climatique, assiste-t-on à un effet boule de neige qui amplifie le réchauffement?

Dans les régions tempérées et tropicales, le carbone est dégradé au sol et fournit des nutriments, et les sols accumulent relativement peu de carbone. Celui-ci se trouve plus dans la végétation. En revanche, sur les sols gelés, ce carbone est peu dégradé et on peut avoir par endroits des accumulations qui remontent à plus de dix mille ans. Quand ces sols dégèlent, le carbone est plus accessible aux bactéries, qui vont rejeter, en le dégradant, du dioxyde de carbone pour l’essentiel. Mais si l’oxygène manque, notamment dans les sols riches en eau et non gelés, ou dans les lacs qui se forment, ce sont des bactéries émettrices de méthane, le gaz naturel qui a un pouvoir réchauffant plus fort sur le climat que le CO2. On mesure ces flux sur les sites où nous nous rendons l’été. 

Le dégel du pergélisol va donc aggraver le réchauffement climatique?

Globalement oui, mais il est très difficile de quantifier cet impact. Pour le méthane, on va probablement vers une augmentation des émissions naturelles. D’autant qu’il se forme des dizaines de milliers de mares karstiques avec l’eau du dégel. Elle finissent par se comber, en 20 à 100 ans, notamment par dépôt de sédiments. Mais entendant ces réservoirs libèrent du méthane. Plus de 20% de l’est arctique canadien est une zone humide.

Pour le CO2, la réalité est plus complexe à apprécier: il peut être rejeté par la dégradation du carbone des sols, mais aussi capté par la végétation qui se développe puisqu’on assiste à un verdissement de l’Arctique. Par exemple, dans l’est de l’Arctique canadien, on a des puits de carbone capté dans l’atmosphère par la végétation. D’une manière générale, on manque cruellement d’observations sur le terrain, car ce sont des régions difficiles d’accès et dont le climat est rude. Cette année d’ailleurs, nous aurons un « trou » dans nos séries annuelles de mesures, car avec l’épidémie de Covid-19, toutes les missions scientifiques dans le nord canadien ont été annulées pour éviter de contaminer les populations autochtones. Le manque d’ovbservations entraine une grande marge d’incertitudes dans les modèles climatique.

De quelle ampleur est le réchauffement climatique dans l’Arctique?

Le climat se réchauffe deux à trois fois plus vite qu’ailleurs sur la planète, notamment parce qu’il y a ce qu’on appelle des rétroactions positives. La neige réfléchit environ 80% du rayonnement solaire qui arrive, et un sol sans neige entre 15% et 20%. La disparition du couvert neigeux entraine donc un réchauffement plus marqué. Il se passe la même chose avec les glaces de mer. Elles tendent à refroidir le climat mais quand l’océan est vierge de glace il se comporte un peu comme un radiateur. Au final, les modèles laissent penser que la hausse de température pourrait atteindre 10° à 20°C d’ici la fin du siècle. C’est vraiment considérable et cela va tout bouleverser. Le dégel du pergélisol menace aussi de nombreuses communautés autochtones. Dans le nord du Québec une quinzaine de villages [représentant environ 8000 habitants, NDLR] sont plus ou moins affectés par le phénomène. Certains devront être relocalisés sur des sols pauvres en glace ou des affleurements rocheux. On peut penser qu’environ 50 000 personnes vivant dans l’Arctique canadien seront plus ou moins touchées par ce dégel du sol.

La faune subit-elle déjà les conséquence du réchauffement?

Une faune se définit d’abord par la végétation qui l’entoure. Dans le nord du Québec, il y a d’immenses étendues, des dizaines de milliers de kilomètres carrés, de «toundra licheneuse». Le lichen est l’aliment principal des caribous. Le développement des arbustes réduit considérablement ces pâturages naturels, et la population de caribou est en train de diminuer. Nous avons déjà enregistré une température supérieure à 20°C, en été, à une latitude de 83°C, autrement dit près du pôle nord!

Nous assistons aussi à de profonds bouleversements avec l’arrivée d’espèces qui migrent vers le nord. On voit par exemple de plus en plus d’orignaux dans le nord du Québec, les animaux ne peuvent plus accéder à la végétation qui normalement est accessible à travers la neige.

Les incendies de forêts sont-ils de plus en plus fréquent dans l’Arctique canadien, comme c’est le cas en Sibérie?

Le feu de forêt fait partie des processus normaux de régénération de la végétation. Il y a des arbres, comme le pin gris, dont les coques ne libèrent les graines qu’après le passage d’un feu. Celui-ci ne détruit pas toute la végétation d’ailleurs. D’ordinaire, les incendies ne surviennent qu’une fois tous les 20 à 40 ans en un endroit donné. Mais si la fréquence devait grimper à un incendie tous les 2 ou 3 ans, la régénération ne serait plus possible. Et on constate bien dans toute la zone arctique une augmentation de la fréquence des feux de végétation.

Recueilli par Denis Delbecq le 12 juin 2020

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Les invités
  • Florent Dominéglaciologue, chercheur au laboratoire franco-canadien Takuvik
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