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Le permafrost ou la nécessité de réduire son empreinte carbone

Mis à jour : oct. 22

En mai 2020, un important cours d’eau de Sibérie a vu sa couleur se prendre une puissante couleur orangée. La cause de cette métamorphose ? L’affaissement d’un réservoir appartenant à une entreprise minière russe, libérant 21 000 tonnes de diesel dans l'environnement (1). Selon le groupe, des piliers ancrés dans le sol gelé auraient cédé, probablement suite à une fonte de la glace (1). En effet, les régions se trouvant autour du cercle polaire présentent une caractéristique, celle de posséder un sol gelé en permanence (c’est à dire au-delà de deux ans sans fonte). Cette couche de glace recouvrant la terre se nomme le pergélisol, mais on retrouve davantage sa dénomination anglaise, “permafrost”. D’une épaisseur variable, allant jusqu’à 600 mètres, le permafrost date de centaines voire de milliers d’années et renferme de la matière organique (2). Le réchauffement climatique a d’ores et déjà commencé à dévorer la surface de glace, menaçant l’humanité d’une véritable “bombe climatique” (3). Il est connu que la fonte des glaces provoque une montée des eaux, mais que sait-on des impacts climatiques et environnementaux de la fonte du permafrost, et comment peut-on l’enrayer ?





Une fonte dangereuse pour l’environnement

Une simple recherche des derniers titres de presse se saisissant du sujet de permafrost permet de se rendre compte des divers effets de sa fonte. La température à la surface du sol glacé s’échauffe, augmentant de près d’un degré dans certaines régions en une dizaine d’années seulement, de 2007 à 2016 (4). En fondant, tous les composants du permafrost sont libérés à sa surface. En 2016, deux phénomènes distincts y ont été repérés par des équipes de chercheurs. D’abord, la profondeur d’une base militaire étasunienne ensevelie dans le sol du Groenland a été étudiée. Elle date de la guerre froide et contient environ 200 000 de litres de carburant ainsi qu’une quantité inconnue de déchets radioactifs et de polluants. Les chercheurs estiment que d’ici 2090 la glace recouvrant la base devrait disparaître et ainsi exposer l’environnement aux dangereux contenus (5). Toujours en 2016, une mystérieuse bactérie a tué 2000 rennes et infecté une quinzaine de personnes en Sibérie. Les scientifiques ont déterminé que la bactérie à l'origine de l’infection était vieille de 75 ans et issue de la fonte du permafrost, qui l’avait fait réapparaître dans l’atmosphère au travers d’une carcasse de renne contaminée. Ces deux enquêtes donnent une indication des divers effets environnementaux pouvant être induit par un réchauffement climatique dans le cercle polaire. De plus, la fonte du permafrost permet une exploitation croissante des hydrocarbures dans la région, ce qui provoque deux effets distincts. Premièrement, une pression géopolitique grandissante entre les états convoitant cet or noir, ce qui ne facilite pas les discussions liées aux dangers environnementaux du dégel. Deuxièmement, l’installation progressive d'infrastructures induit une augmentation de la population pouvant être touchée par des fuites de déchets toxiques ou des bactéries ressuscitées.

Bien que sujets d’inquiétudes, ces derniers effets ne sont pourtant pas le sujet de préoccupation majeur concernant l’évolution de ces sols. Malgré leur importance, il paraissent sous-jacents face aux répercussions climatiques du dégel du permafrost. Lorsque celui se forme, il capture en son sein toutes les matières organiques présentes sur le sol (plantes et carcasses d’animaux, par exemple). En apparaissant à l’air libre, ces anciennes formes de vie entrent en décomposition. Les micro-organismes responsables de ce phénomène font disparaître les organismes et libèrent leur carbone sous forme de dioxyde de carbone (CO2), ou de méthane (CH4) lorsque la transformation des organismes à lieu dans des mares formées par la fonte des glaces (dans lesquelles la teneur en oxygène est trop faible pour permettre la production de CO2).

Du réservoir de carbone à la bombe climatique

Si ce mécanisme peut paraître insignifiant dû à son caractère microscopique, il n’en est rien. Les chercheurs estiment qu’à terme de la fonte du permafrost, environ 1600 milliards de tonnes de dioxyde de carbone et méthane viendront à être relâchés dans l'atmosphère (6), une quantité deux fois plus importante que celle actuellement présente dans l’atmosphère. Pour rappel, le dioxyde de carbone et le méthane sont deux des principaux gaz à effet de serre, le second possédant un pouvoir de réchauffement climatique 33 fois supérieur au premier (7). Selon WWF, depuis la révolution industrielle du XIXème siècle, “la concentration en CO2 dans l'atmosphère a augmenté de 30% ; ce qui a déjà entraîné une élévation de la température moyenne de l'atmosphère de 0,3°C à 0,6°C” (8). L’impact du carbone emprisonné dans le permafrost dépasserait donc largement celui des émissions attribuées à l’anthropocène. Ainsi, les effets climatiques liés à la libération de la matière organique contenue dans ces sols sont immenses. En outre, d’autres mécanismes, étudiés plus ou moins récemment, interviennent et sont des acteurs de taille dans l’augmentation de la quantité de CO2 et CH4 réchauffant l’atmosphère.



Certaines études démontrent que la prédiction des impacts d’une fonte graduelle du permafrost, ne permet pas de prendre en compte son caractère parfois brutal. Lorsque le permafrost dégèle, le sol s’affaisse, donnant ainsi naissance à des points d’eau et humidifiant la zone, ce qui aggrave la fonte de la glace (9). D’un effondrement soudain de sol peut émerger une grande quantité de gaz, compliquant ainsi les estimations de libération de carbone dans les régions concernées. Dans cette même dimension de changement de paysage, les scientifiques analysent l’incidence de la poussée de végétation. Le réchauffement des températures planétaires permettent aux forêts de s’épanouir davantage dans des terres auparavant hostiles. Première incidence sur le climat : les espaces forestiers, plus sombres, ne réfléchissent pas aussi bien les rayons du soleil que la neige et absorbent alors plus de chaleur. Deuxième incidence : les racines de ces nouvelles plantes se développent dans le sol et libèrent des sucres qui, en stimulant les microorganismes, accélèrent le mécanisme de décomposition - allant jusqu’à le quadrupler (10) - donc les émissions de gaz à effet de serre (11). Ce phénomène, “l’effet priming”, est analysé par la communauté scientifique depuis les années 1950, qui n’était pas certaine de son impact sur l'atmosphère avant la parution d’une nouvelle étude. Ses résultats indiquent que cet effet pourrait entraîner l’émission de 40 milliards de tonnes de carbone d’ici la fin du siècle, en supplément des prédictions rapportées précédemment. L’INRAE compare ces données au “budget carbone restant”, c’est à dire la quantité de carbone que les activités humaines pourront émettre pour limiter le réchauffement planétaire à 1,5 °C d’ici 2100 (11). La liste des mécanismes liés à la fonte du permafrost est encore longue : incendies de plus en plus féroces libérant des quantités astronomiques de carbone (12), une modification de la végétation augmentant la retenue de chaleur dans le sol, etc.


Cette affluence de nouvelles études a le mérite de dévoiler la relation proche entre réactions chimiques au niveau de la biosphère et répercussions climatiques. À la lumière des nouvelles études produites dans les dernières années, la communauté scientifique appelle à plus de surveillance des phénomènes aussi petits que l’effet priming, à revoir à la baisse le budget carbone pour la fin du siècle et atteindre au plus vite les objectifs zéro-carbone.




Une bombe oubliée…


Des voix s’élèvent. En écoutant les prévisions explicitées par les scientifiques, d’ici 2100 environ 100 milliards de tonnes de carbone seront libérées par la fonte du permafrost. Le budget carbone (toujours pour maintenir une augmentation de la température terrestre de 1,5°C), alloué à l’activité humaine pour 2050, doit donc être diminuée de 100 milliards de tonnes (7). En effet, les modèles prévisionnels en place, notamment ceux du GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat) ne comptabilisent pas ou pas assez les émissions du dégel du permafrost (9). En 2018, le GIEC préconisait une réduction de 45% des émissions de carbone d’ici 2030 pour maintenir une augmentation de température sous les 1,5°C, pour aller jusqu’à une éradication complète de ces émissions d’ici 2050 (9). Selon un scientifique américain, ce rapport ignorait la complexité de la fonte du permafrost, s'appuyant seulement sur un modèle simple (9). La transition énergétique se révèle alors plus pressante que jamais.



… en quête de reconnaissance



Selon le GIEC, le dégel intense du permafrost constitue un point de basculement. Concept inventé par l’organisation, le point de basculement est un élément clé du système climatique qui peut atteindre une certaine limite avant de basculer “de manière radicale et irréversible” (9). C’est pourquoi il est impératif de prêter une attention particulière à cette vaste portion de l’hémisphère nord, tant aux niveaux des émissions de carbones qu’au niveau des infrastructures, des microorganismes pathogènes et des déchets toxiques. Si la communauté internationale a déjà dépassé les limites du cercle polaire dans un but de s’emparer de nouvelles richesses, elle doit urgemment s’emparer de ces sujets vitaux.


Reste que l’action est possible, sur place et à distance.


Dans un documentaire de Barbara Lohr produit par Arte, on assiste à une expérience grandeur nature, réalisée par Sergueï et Nikita Zimov, un géophysicien russe et son fils. Vivant dans une zone reculée de la Sibérie, il constate avec effroi le recul du permafrost et cherche une solution pour capturer les gaz émis par la fonte. La tâche est complexe et la voie choisie extrême : reconstituer un écosystème ressemblant à celui du Pléistocène, l’âge de glace. Au coeur de la Taïga, l’épaisse forêt boréale, Sergueï Zimov a dessiné un espace clôturé d’une superficie de 100 hectares. Dans ce parc, pas de racines, marécages et feuillages, mais de vastes steppes d’herbe peuplées par des herbivores semblables à ceux de l'époque et respectant la même densité (10 tonnes d’animaux par kilomètre carré). Le scientifique russe explique la raison de cette reconstitution de taille. L’été, les surfaces argentées des steppes reflètent bien mieux les rayons du soleil que la taïga et ainsi ralentissent le réchauffement du permafrost. En hiver, les animaux creusent la neige pour se nourrir, ce qui permet au froid extérieur d’atteindre le sol en profondeur et stopper le dégel. Pour pouvoir lutter efficacement contre le réchauffement climatique, Sergueï insiste, les steppes doivent être rétablies dans toute la région, du nord de la Sibérie jusqu’en Alaska (13).


Les récents évènements et découvertes scientifiques ont conduit à populariser le terme et la connaissance de l’existence du permafrost et des enjeux de sa disparition. Au niveau individuel, prendre conscience du fragile équilibre liant les écosystèmes et le climat peut aider à suivre des mesures respectant cette relation. Bien sûr la solution la plus évidente pour agir au quotidien reste la réduction des émissions carbones. D’où l’intérêt de savoir précisément ce que votre entreprise émet, à quel niveau, et comment agir pour avoir un impact (petit ou grand).


Rédigé par Aliénor Bierer


Sources :


  1. France TV : Russie : des milliers de tonnes de carburant déversées par accident dans un cours d'eau en Arctique

  2. Natura Sciences : Fonte du permafrost, Fonte du pergélisol, Dégel

  3. GoodPlanet : Le permafrost : la bombe climatique - GoodPlanet mag'

  4. Nature : Permafrost is warming at a global scale

  5. The Guardian : Greenland's receding icecap to expose top-secret US nuclear project

  6. The Conversation : Changement climatique : les chercheurs sur la piste du méthane en Arctique

  7. Réseau Action Climat : Le carbone du pergélisol en dégel augmentera le réchauffement climatique

  8. WWF : L'effet de Serre

  9. National Géographic : Arctique : le dégel du pergélisol libère d'impressionnants volumes de gaz à effet de serre

  10. Nature : Carbon loss from northern circumpolar permafrost soils amplified by rhizosphere priming

  11. INRAE : Les racines augmentent les émissions de carbone du permafrost

  12. Inverse : Melting permafrost linked to impending environmental disaster — study

  13. Arte TV : Sibérie : les aventuriers de l'âge perdu - ARTE Reportage - Regarder le documentaire complet

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