À Bethel, en Alaska, les murs se fendent, les maisons s’effondrent et la route principale ressemble à des montagnes russes pour enfants. Dans la ville côtière de Kongiganak, les cimetières qui s’enfoncent empêchent les Alaskiens d’enterrer leurs morts dans le sol. Le village de Shishmaref, situé sur une île à huit kilomètres du continent de l’Alaska occidental, s’est tellement érodé qu’il envisage une relocalisation totale. Ces communautés sont affectées par le dégel du permafrost.
Le permafrost est un sol qui reste gelé pendant deux années consécutives ou plus. Il est composé de roche, de sol, de sédiments et de quantités variables de glace qui lient ces éléments entre eux.
Les scientifiques estiment que le permafrost de la planète contient 1 500 milliards de tonnes de carbone, soit près du double de la quantité de carbone actuellement présente dans l’atmosphère. Malheureusement, lorsque le permafrost se réchauffe et dégèle, il libère du dioxyde de carbone et du méthane dans l’atmosphère. À mesure que le thermostat mondial s’élève, le permafrost, au lieu de stocker du carbone, pourrait devenir une source importante d’émissions pour le réchauffement de la planète.
Le permafrost est déjà en train de dégeler dans certains endroits, et si le problème s’étend, les scientifiques craignent que cela ne déclenche un processus de réchauffement planétaire incontrôlé.
Le réchauffement de l’Arctique
Le permafrost recouvre environ 24 % de la masse terrestre exposée de l’hémisphère nord, soit environ 9 millions de kilomètres carrés. On le trouve à des latitudes et des altitudes élevées, principalement en Sibérie, sur le plateau tibétain, en Alaska, dans le nord du Canada, au Groenland, dans certaines parties de la Scandinavie et en Russie. Les plateaux continentaux situés sous l’océan Arctique, qui ont été mis à nu pendant la dernière période glaciaire, contiennent également du permafrost.
Cependant, les régions polaires et de haute altitude sont parmi les endroits les plus sensibles au climat de la planète. L’Arctique se réchauffe deux fois plus vite que le reste de la planète, à un rythme de changement de température qui n’a pas été observé depuis au moins les 2 000 dernières années. En 2016, les températures moyennes annuelles en surface étaient supérieures de 3,5 degrés Celsius à celles du début du XXe siècle. Cette année-là, les températures du permafrost dans l’Arctique ont été les plus chaudes jamais enregistrées.
En Alaska, les températures du permafrost se sont réchauffées jusqu’à 2˚C au cours des dernières décennies. Une étude récente prévoit que pour chaque augmentation de 1˚C de la température, 1,5 million de kilomètres carrés de permafrost pourraient être perdus par le dégel.
Lorsque le permafrost dégèle
Pourquoi le permafrost libère du carbone lorsqu’il dégèle ?
La « couche active » de sol située au-dessus du permafrost, qui peut avoir une profondeur de 2 à 13 pieds, dégèle chaque été et permet la vie des plantes. Cette couche libère du carbone grâce aux racines des plantes qui expirent le CO2 et aux microbes présents dans le sol. Certains microbes décomposent la matière organique en CO2. D’autres, appelés archées, produisent plutôt du méthane lorsque les conditions sont anaérobies, c’est-à-dire lorsque le sol est saturé d’eau ou qu’il n’y a pas d’oxygène. Le méthane est 20 à 30 fois plus puissant que le dioxyde de carbone pour aggraver le réchauffement de la planète, mais il reste moins longtemps dans l’atmosphère.
Lorsque le permafrost dégèle, la couche active s’approfondit. Les microbes deviennent actifs et les racines des plantes peuvent pénétrer plus profondément, ce qui entraîne la production de davantage de CO2. La quantité de méthane produite dépend du degré de saturation du sol.
Les scientifiques ne connaissent pas les proportions relatives des émissions de dioxyde de carbone et de méthane qui pourraient résulter d’un dégel à grande échelle du permafrost, car cela ne s’est jamais produit dans l’histoire de l’humanité. Cependant, les recherches sur la couche supérieure de la toundra (plaines sans arbres recouvrant le permafrost) suggèrent que les émissions moyennes de dioxyde de carbone sont environ 50 fois plus élevées que celles de méthane.
« Et nous savons que pour chaque 10 degrés Celsius de réchauffement du sol, l’émission de CO2 va doubler »
Une étude de 2017 a estimé que si les températures mondiales augmentent de 1,5˚C par rapport aux niveaux de 1861, le dégel du permafrost pourrait libérer 68 à 508 gigatonnes de carbone. Sans tenir compte de l’activité humaine, ce carbone seul augmenterait les températures mondiales de 0,13 à 1,69˚C d’ici 2300. Comme nous avons peut-être déjà verrouillé un réchauffement de 1,5˚C par rapport aux niveaux préindustriels, cette quantité de réchauffement climatique supplémentaire pourrait entraîner des impacts catastrophiques du changement climatique.