Pour l'amour de la tourbe ! Est-ce qu'il commence à faire chaud ici ?
Publié par Isabelle le 26/03/2019 à 14:00
Source: Université de Montréal

Carolina Voigt dans l'Arctique finlandais. Crédit: CAROLINA VOIGT
Les scientifiques constatent une source additionelle de gaz à effet de serre qui pourrait aggraver le réchauffement de la planète: le pergélisol de l'Arctique (L’Arctique est la région entourant le pôle nord de la Terre, à l’intérieur et aux abords du cercle polaire. Elle se situe à l'opposé de l'Antarctique. L'Arctique inclut une...). En effet, le dégel d'anciennes tourbières du Grand Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) risque de libérer dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) le carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) qui se trouve actuellement dans le pergélisol.

Et le problème n'est pas circonscrit à l'Arctique. Des analyses scientifiques montrent qu'il existe plus de 1000 tourbières souterraines dans le monde (Le mot monde peut désigner :) qui, si elles sont perturbées de façon naturelle ou par l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) humaine, pourraient relâcher encore plus de carbone.

Deux études menées par l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) de l'est de la Finlande (UEF) et auxquelles participent des chercheurs de l'Université de Montréal (Montréal est à la fois région administrative et métropole du Québec[2]. Cette grande agglomération canadienne constitue un centre majeur du commerce, de l'industrie, de la culture, de la finance et des affaires...) soulignent l'importance de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état...) végétale non décomposée ‒ la tourbe (La tourbe est le produit de la fossilisation de débris végétaux sur 1000 à 2500 ans dans des milieux humides anaérobies que l'on appelle tourbières. Cette matière,...) ‒ comme vecteur (En mathématiques, un vecteur est un élément d'un espace vectoriel, ce qui permet d'effectuer des opérations d'addition et de multiplication par un scalaire. Un n-uplet peut constituer un exemple...) des changements climatiques.

Dans la première étude, publiée le 25 janvier dans Global Change Biology, la chercheuse postdoctorale en géographie (La géographie (du grec ancien γεωγραφία - geographia, composé de "η γη" (hê gê) la Terre et "γραφειν"...) de l'UdeM Carolina Voigt et ses collègues de l'UEF et de sept autres universités et organisations nordiques révèlent que dans l'Arctique, où les températures augmentent deux fois plus vite que dans le reste du monde, les tourbières du pergélisol dégèlent et rejettent du dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone, communément appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un composé chimique composé d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène et dont la formule...) dans l'atmosphère.

Dans la deuxième étude, parue le 12 mars dans Proceedings of the National Academy of Sciences, Julie Talbot (Talbot fut un constructeur automobile d'origine franco-britannique.), professeure agrégée de géographie à l'UdeM, et des chercheurs d'une vingtaine d'autres universités et organismes étrangers ont constitué une nouvelle base de données (En informatique, une base de données (Abr. : « BD » ou « BDD ») est un lot d'informations stockées dans un dispositif informatique. Les technologies existantes...) relatives à 1063 tourbières enfouies sous des champs, forêts et lacs qui, si elles sont découvertes, pourraient également émettre des gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume...) à effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas des corps du système solaire) ou...).


Le terrain d'étude de Carolina Voigt: les tourbières du nord de la Finlande. Crédit: Carolina Voigt

"Même si les tourbières ne représentent qu'environ trois pour cent de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) du globe, elles stockent environ un tiers du carbone du sol, indique Julie Talbot. Elles ont par ailleurs tendance à se former pendant les périodes chaudes et, comme notre climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il...) se réchauffe, la grande question est maintenant de savoir comment les tourbières vont évoluer."

Incendies de forêt, drainage et inondation (Le terme inondation fait traditionnellement référence au débordement d'un cours d'eau qui submerge les terrains voisins. Il doit évidemment être étendu aux débordements des ouvrages artificiels tels que les réseaux...)


Des échantillons de pergélisol et de tourbe dans le laboratoire où travaille Carolina Voigt. Crédit: CAROLINA VOIGT
Tant qu'elles restent enfouies, les tourbières aident en fait à ralentir les émissions de gaz à effet de serre (Une serre est une structure généralement close destinée à la production agricole. Elle vise à soustraire aux éléments climatiques les cultures produites pour l'alimentation ou le plaisir de l'homme...) en accumulant le carbone sous la terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive...). Mais lorsque les tourbières sont exposées ‒ par des phénomènes comme les incendies de forêt, le drainage ou les inondations ‒, le carbone risque d'être libéré dans l'atmosphère, contribuant ainsi au réchauffement climatique (Le réchauffement climatique, également appelé réchauffement planétaire, ou réchauffement global, est un phénomène...).

Dans le Grand Nord, le dégel du pergélisol dans les tourbières pourrait aussi mettre à nu ces stocks de carbone immobiles depuis longtemps. C'est le constat qu'ont fait Carolina Voigt et son équipe dans la zone de permagel de la Laponie finlandaise. Après avoir extrait des échantillons de tourbe de 80 cm de long qui comprenaient les 15 cm supérieurs de pergélisol, les chercheurs ont pu simuler la fonte du pergélisol en laboratoire, reproduisant des conditions quasi naturelles.

Ce qu'ils ont découvert est préoccupant: lorsque le pergélisol a commencé à fondre, la tourbe a émis de plus grandes quantités de dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre qui accélère le réchauffement climatique. Ce qui reste inconnu, c'est l'ampleur et le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) que ce processus prendra dans la nature.

"C'est toujours délicat d'essayer d'établir un calendrier (Un calendrier est un système de repérage des dates en fonction du temps. Ces systèmes ont été inventés par les hommes pour mesurer, diviser et organiser le temps sur de longues durées. Initialement conçus pour être en...) pour ce genre de chose et de projeter ce qui se passera à partir d'expériences en laboratoire, explique Carolina Voigt, postdoctorante au laboratoire d'Oliver Sonnentag, professeur adjoint de géographie à l'UdeM. Ce que nous pouvons dire à partir de nos résultats, c'est que ces types de tourbières peuvent libérer du CO2 si elles dégèlent. La couche de tourbe du pergélisol est épaisse et la fonte fournit un grand réservoir de carbone auparavant inaccessible, ce qui favorise la production de gaz à effet de serre."

Il y a plus de 130 000 ans


Julie Talbot surveille une tourbière dans les Laurentides, au Québec. Crédit: Julie Talbot
Dans les climats nordiques comme l'Arctique, certaines tourbières ont commencé à se former entre les deux dernières glaciations, il y a plus de 130 000 ans, puis ont été enfouies pendant la glaciation (Une glaciation ou période glaciaire est à la fois une phase paléoclimatique froide et une période géologique de la Terre durant laquelle une part importante des continents est englacée.) suivante. Dans les climats tropicaux comme ceux de l'Afrique (D’une superficie de 30 221 532 km2 en incluant les îles, l’Afrique est un continent couvrant 6 % de la surface...) subsaharienne et de l'Asie (L'Asie est un des cinq continents ou une partie des supercontinents Eurasie ou Afro-Eurasie de la Terre. Il est le plus grand continent (8,6 % de la surface totale terrestre ou...) du Sud-Est (Le sud-est est la direction à mi-chemin entre les points cardinaux sud et est. Le sud-est est opposé au nord-ouest.), les marais (En géographie, un marais est un type de formation paysagère, au relief peu accidenté, où le sol est recouvert, en permanence ou par intermittence, d'une couche d'eau stagnante, en général peu profonde, et...) côtiers étaient enfouis sous des mers (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) montantes il y a à peine 1000 ans, emprisonnant la végétation (La végétation est l'ensemble des plantes (la flore) sauvages ou cultivées qui poussent sur une surface donnée de sol, ou dans un milieu aquatique. On parle aussi de...) en dessous.

Julie Talbot tempère toutefois les inquiétudes. "Bien qu'il soit possible que les tourbières, et en particulier les tourbières du pergélisol, libèrent beaucoup de carbone en raison des changements climatiques, comme le laisse penser la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le...) de Carolina [Voigt], notre étude montre que les tourbières pourront aussi avoir le potentiel de stocker beaucoup de carbone à l'avenir, car les périodes chaudes ont tendance à favoriser le stockage du carbone."

"Ce qui est important, c'est que les deux scénarios soulignent l'importance de la conservation des tourbières", dit la professeure Talbot. D'autres recherches devront être entreprises, a ajouté Carolina Voigt: "Ce n'est qu'en étudiant les tourbières que nous pourrons comprendre le cycle du carbone de ces écosystèmes fragiles."

Du nord au sud


De multiples profils de tourbe enfouie ont été préservés dans le pergélisol du delta oriental du fleuve Lena, en Sibérie. Crédit: Guido Grosse (AWI)
Carolina Voigt, qui a vécu en Finlande pendant ses études de doctorat (Le doctorat (du latin doctorem, de doctum, supin de docere, enseigner) est généralement le grade universitaire le plus élevé. Le titulaire de ce grade est le docteur. Selon les pays et...) à l'UEF, concentre maintenant ses recherches sur les tourbières du pergélisol des Territoires du Nord-Ouest (Le nord-ouest est la direction entre les points cardinaux nord et ouest. Le nord-ouest est opposé au sud-est.); cet été, elle y étudiera sur le terrain les flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme est employé dans...) de CO2 et de méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la famille des alcanes. C'est un gaz que l'on trouve à l'état naturel et qui est...).

Pour sa part, la professeure Talbot revient d'Amérique (L’Amérique est un continent séparé, à l'ouest, de l'Asie et l'Océanie par le détroit de Béring et l'océan Pacifique; et à l'est, de l'Europe et de l'Afrique par l'océan Atlantique....) du Sud, où elle a travaillé sur les tourbières de la région subantarctique en Patagonie (La Patagonie (en espagnol et en anglais : Patagonia), également appelée Le Grand Sud, désigne une région géographique appartenant au Cône Sud...) et en Terre de Feu (Le feu est la production d'une flamme par une réaction chimique exothermique d'oxydation appelée combustion.), en Argentine et au Chili. "J'espère que nous pourrons apprendre des différences constatées entre ces tourbières et celles chez nous, a déclaré Julie Talbot, dont le laboratoire se spécialise dans l'étude de la stabilité à long terme des écosystèmes. Les plantes sont similaires aux deux endroits, nos tourbières se sont formées plus ou moins en même temps que les leurs, mais celles-ci sont dans un climat beaucoup plus sec. Nous verrons si c'est important."
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