Les rivières arctiques transportent plus d’eau et contiennent plus de carbone en raison du réchauffement, ce qui entraînera une modification de l’écologie des lagunes arctiques, une augmentation de l’eau douce dans l’océan Arctique et peut-être un ralentissement de la circulation méridienne de retournement Atlantique (AMOC) – les effets du dégel du pergélisol qu’une équipe de chercheurs a étudiés en détail pour la première fois.
Les rivières arctiques jouent un rôle crucial parmi les innombrables changements associés au changement climatique dans l’Arctique. Une étude publiée le 5 mars dans la revue scientifique The Cryosphere fait état des changements que subissent actuellement ces rivières et des conséquences considérables pour l’environnement et le climat, non seulement dans l’Arctique mais dans le monde entier.
Les auteurs de l’étude ont examiné les effets du réchauffement sur les rivières arctiques en se basant sur des données historiques et sur un modèle informatique combinant des modèles climatiques et un modèle de bilan hydrique du pergélisol.
« Nous avons constaté que le dégel du pergélisol et l’intensification des tempêtes modifieront la façon dont l’eau se déplace dans les rivières de l’Arctique. Ces changements affecteront les régions côtières, l’océan Arctique et, potentiellement, l’Atlantique Nord, ainsi que le climat », écrivent les auteurs Michael A. Rawlins, directeur associé du Centre de recherche sur le système climatique et professeur associé de climatologie à l’Université du Massachusetts Amherst, et Ambarish Karmalkar, professeur adjoint de sciences de la terre à l’Université de Rhode Island, dans un article publié dans The Conversation.
Rawlins et Karmalkar ont étudié la période allant jusqu’à la fin du siècle et ont utilisé deux scénarios différents pour la modélisation : un scénario modéré dans lequel les émissions de gaz à effet de serre sont réduites et l’augmentation de la température est ralentie, et un scénario pessimiste avec des émissions élevées et un fort réchauffement. Ils ont découvert que l’augmentation de l’épaisseur de la couche active du pergélisol modifiera fondamentalement l’hydrologie de la région.
« Une couche active plus épaisse crée un seau plus grand pour stocker l’eau », a déclaré Rawlins dans un communiqué de presse de l’université. « Nos travaux montrent qu’avec l’intensification des précipitations, l’eau sera stockée plus longtemps dans les sols dégelés et libérée plus tard par des voies souterraines, au lieu de s’écouler immédiatement dans les rivières et les ruisseaux, comme c’est souvent le cas aujourd’hui.
La couche active de pergélisol, qui dégèle régulièrement en été, devient plus épaisse en raison du réchauffement rapide et dure plus longtemps avant de geler à nouveau. Les chercheurs expliquent que cela modifie fondamentalement l’hydrologie de l’Arctique : les précipitations et les eaux de fonte augmentent avec la hausse des températures, pénètrent dans le sol non gelé sur une plus longue période de temps par an et s’écoulent de plus en plus dans les rivières par des voies souterraines. Leurs calculs ont montré que le ruissellement de surface des grands fleuves arctiques augmentera jusqu’à 25 % et le ruissellement souterrain jusqu’à 30 %.
L’intensification du cycle de l’eau est également attribuée en partie à l’augmentation de l’évaporation dans l’océan Arctique, de plus en plus libre de glace. Pour le sud de l’Arctique, les chercheurs prévoient un assèchement général du paysage, car une grande partie des précipitations supplémentaires sera renvoyée dans l’atmosphère par évaporation et transpiration végétale en raison du fort réchauffement.
Mais les effets vont encore plus loin : selon l’étude, les fleuves arctiques – en particulier les plus grands comme l’Ob, l’Ienisseï, la Lena et le Mackenzie – absorberont proportionnellement plus d’eau en provenance de leurs sections septentrionales. Cela augmentera également l’apport d’eau douce, de carbone millénaire et d’autres substances liées au sol dans les zones côtières arctiques riches en espèces, ce qui aura un impact sur l’écologie des eaux côtières. Alors que la salinité diminuera, davantage de nutriments seront introduits, ce qui aura des effets sur les organismes tout au long de la chaîne alimentaire.
« L’eau des rivières sera également plus chaude à mesure que le climat se réchauffe et pourrait faire fondre la glace de mer côtière plus tôt dans la saison », notent Rawlins et Karmalkar dans The Conversation.
Il est possible que l’augmentation de l’apport d’eau douce dans l’océan puisse également influencer la circulation méridienne de retournement Atlantique (AMOC), qui assure un climat tempéré dans le nord de l’Europe, et contribuer à son ralentissement.
De nombreuses questions restent encore sans réponse : « Il faut davantage d’observations sur le terrain pour les rivières de petite et moyenne taille près de la côte arctique afin de mieux comprendre comment le réchauffement modifiera le transport de l’eau douce de la terre à l’océan et, à son tour, aura un impact sur les environnements arctiques ainsi que sur la flore, la faune et les populations autochtones qui vivent dans cette région », a déclaré M. Rawlins.
Julia Hager, PolarJournal
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