Considérations clés sur le pergélisol

Qu’est-ce que le pergélisol?

Le pergélisol est un sol qui gèle et reste gelé toute l’année pendant au moins deux années consécutives.

Sol gelé

On le trouve dans les climats froids de hautes latitudes ou de hautes altitudes où le sol ne dégèle pas entièrement, même en été. Le pergélisol se compose de roches, de sédiments et de sol. Il contient des quantités variables de glace, qui agit comme un ciment pour lier les différents matériaux ensemble.

La plupart de la couche actuelle de sol gelé s’est formée pendant ou depuis la dernière ère glaciaire. Au-dessus de cette couche de glace, il y a une fine couche de sol appelée couche active. Elle dégèle chaque été et se regèle chaque hiver. Elle peut varier de 30 à 200 cm. En revanche, le pergélisol peut aller jusqu’à 1 500 mètres de profondeur.

Les cycles de gel et de dégel répétés de la couche active des sols peuvent produire des motifs intéressants sur le terrain. Par exemple, les polygones de coin de glace indiquent souvent la présence de pergélisol. Dans certains endroits, les conditions de froid extrême provoquent la contraction et la fissuration du sol gelé au printemps. Pendant la fonte des neiges, les fissures se remplissent d’eau, qui gèle dans le pergélisol, formant une fine veine de glace verticale.

Un processus long

L’hiver suivant, le sol se contractera et se fissurera à nouveau le long de la veine de glace existante. L’eau remplira à nouveau cette fissure, qui gèlera et élargira la veine de glace. Ce processus se poursuit pendant des siècles, des millénaires, voire des dizaines de millénaires, formant les célèbres coins de glace. Actuellement, le pergélisol se trouve dans environ 25% de la surface terrestre exposée dans l’hémisphère Nord et sous les mers peu profondes, inondées après la dernière ère glaciaire. On peut trouver des sols constamment gelés dans de vastes régions de Russie, du Canada, d’Alaska, de Chine et du Groenland.

En Europe, le pergélisol peut être trouvé en Scandinavie et dans les régions de montagne élevées en Allemagne, uniquement sur le soakspitzer. Cependant, l’augmentation des températures mondiales a entraîné la lente dégradation du pergélisol dans le monde entier, avec des conséquences graves.

Que se passe-t-il lorsque le pergélisol dégèle?

En raison du changement climatique, le dégel du pergélisol a un impact massif sur les écosystèmes locaux, les économies, les paysages et la topographie. Les étés arctiques deviennent plus chauds et plus longs. Cela cause la pénétration de plus en plus profonde de la couche active dans le sol gelé chaque année. Si la couche active atteint une profondeur trop importante, elle ne peut pas geler entièrement pendant l’hiver. Cela cause le recul du pergélisol chaque année.

Le pergélisol contient de l’eau gelée, qui agit comme un ciment, liant les sédiments lâches ensemble. Lorsque cette glace fond, le sol devient faible et instable.

Les littoraux affaiblis, aggravés par le retrait de la glace de mer, des eaux plus chaudes et des saisons de tempête plus longues, deviennent plus vulnérables à l’érosion. Par conséquent, dans les villes construites sur ce sol gelé, l’infrastructure a été construite en supposant que la base solide du pergélisol ne changerait pas.

Les sols qui fondent peuvent déplacer et faire s’effondrer les fondations, endommageant voire détruisant l’infrastructure. Cela perturbe les services quotidiens et coûte des centaines de millions d’euros aux économies nationales en raison des relocalisations ou de l’augmentation des coûts de réparation. De plus, dans les hautes altitudes et les terrains montagneux escarpés, le dégel du pergélisol augmente le risque de chutes de rochers et de glissements de terrain, déclenchant des dangers supplémentaires.

La perte de pergélisol a également un impact considérable sur l’écosystème. Il est imperméable à l’eau. Lorsqu’il disparaît sous des étendues d’eau, il peut faire suinter l’eau au-dessus de lui à travers le sol, entraînant la perte d’innombrables lacs et zones humides. Le dégel du pergélisol pourrait entraîner des conséquences encore plus importantes, affectant la planète entière : l’accélération du réchauffement climatique.

Pourquoi peut-il accélérer le changement climatique ?

Des matières organiques, telles que des restes d’animaux et de plantes, ont été enterrées et gelées dans le pergélisol pendant et depuis la dernière ère glaciaire.

Le pergélisol a gelé cette matière organique pendant des milliers d’années et l’a préservée. Tout comme un gigantesque congélateur, le pergélisol conserve cette matière organique préservée jusqu’à ce jour.

Le sol qui dégèle expose la matière organique aux microbes. Ils vont décomposer la matière organique à base de carbone, libérant du dioxyde de carbone ou du méthane dans l’atmosphère. Le dioxyde de carbone et le méthane sont des gaz à effet de serre qui emprisonnent la chaleur dans l’atmosphère, augmentant les températures mondiales. L’augmentation des températures entraînerait ensuite un dégel accéléré. Cela crée un cycle de rétroaction appelé « cycle de rétroaction carbone-pergélisol ». Ce processus est irréversible à court terme à l’échelle humaine.

La matière organique dans le pergélisol s’est accumulée pendant des dizaines de milliers d’années. Elle a contribué à réduire la teneur en carbone de l’atmosphère de l’ère glaciaire. Mais maintenant, des portions de cette quantité massive de carbone sont libérées en quelques décennies. Les climats plus chauds favorisent la croissance des plantes, et la végétation accrue élimine une partie du dioxyde de carbone. Malheureusement, cet impact positif ne peut pas compenser pleinement les émissions de carbone bien plus importantes provenant du dégel du pergélisol.

Les régions de pergélisol peuvent contenir environ 1 500 gigatonnes de carbone sous forme de matière organique gelée. C’est près de deux fois plus que ce qui se trouve actuellement dans l’atmosphère.

Nous estimons qu’une grande partie de la matière organique gelée pourrait dégeler et se décomposer. Cela entraînerait la libération de gaz à effet de serre supplémentaires dans l’atmosphère au cours des décennies suivantes.

Comment pouvons-nous mieux comprendre les changements ?

Comprendre les risques du dégel du pergélisol.

Le dégel du pergélisol comporte de nombreux risques connus. Les effets et les dommages initiaux ont déjà été observés dans de nombreuses régions. Cependant, l’ampleur, le calendrier et l’urgence de certaines de ces menaces restent incertains en raison de trop nombreuses variables changeantes. Les paysages constamment changeants, par exemple, produisent souvent des effets variés et opposés, que ce soit en raison de l’augmentation de la végétation due à un climat plus chaud ou de l’augmentation de la couverture neigeuse, qui isole le sol des températures d’air froides.

Dans certaines régions, les chercheurs ont observé une augmentation de l’épaisseur de la couche active tandis que les températures du pergélisol restent essentiellement inchangées.

La couche active est stable dans d’autres zones, tandis que le sol sous-jacent se réchauffe rapidement. De plus, les observations récentes pourraient changer notre compréhension antérieure. Par exemple, de grands cratères se sont formés en Sibérie ; les scientifiques supposent que le gaz naturel s’est accumulé sous des couches de pergélisol imperméables et a finalement éclaté en une explosion, laissant derrière lui un trou énorme. Cependant, il reste encore beaucoup à apprendre sur cette partie gelée du sol.

Organisations

Dans le but de mieux comprendre, les chercheurs en climatologie et en géosciences ont créé le Réseau terrestre mondial pour le pergélisol. L’objectif est d’organiser et de gérer un réseau mondial d’observations pour surveiller les changements.

Ces réseaux collectent des données dans une base de données centralisée et les mettent à disposition du public. Cela fournit aux chercheurs intéressés du monde entier des informations précieuses sur l’étendue, la distribution, la vulnérabilité et le comportement du pergélisol.

Cependant, il est nécessaire de mesurer régulièrement davantage de paramètres clés pour mieux surveiller l’état du pergélisol. Le pergélisol dans le monde a commencé à changer. Il ne semble plus si permanent. La communauté internationale doit prendre en compte ces changements imminents. Grâce à l’action coordonnée des gouvernements nationaux et des organisations internationales, nous pouvons disposer des outils et des connaissances pour gérer les impacts de la dégradation du pergélisol dans un climat en réchauffement.