Fonte du pergélisol : comment enrayer le cercle vicieux ?

Et si le changement climatique s’auto-alimentait ? C’est déjà le cas, par exemple, pour la fonte de la glace de mer arctique. Celle-ci réfléchit le rayonnement solaire, ce qui permet à l’océan, situé sous la glace, de rester froid. Mais quand la glace de mer fond, l’océan absorbe la chaleur du soleil, qui fait fondre encore davantage de glace. En général, il est difficile de prévoir le point de bascule où une telle boucle de rétroaction s’enclenche.

Étendu sur plus de 23 000 000 km², tout en haut du globe, le pergélisol (sol gelé en permanence) pourrait entrer dans un tel cercle vicieux. En temps normal, jusqu’à 4 m de terre et de débris végétaux recouvrent le pergélisol. Cette couche supérieure (appelée la couche active) fond normalement chaque été, et regèle l’hiver. Elle protège ainsi le pergélisol de l’élévation de la chaleur à l’extérieur. Mais, au printemps 2018, une équipe travaillant dans une station de recherche à Tcherski (Russie) a découvert que la terre proche de la surface n’avait pas du tout gelé pendant la longue et sombre nuit polaire. Du jamais-vu.

Jusqu’à 75 cm de profondeur, le sol aurait dû être gelé. Or c’était de la bouillie. « La température du sol au-dessus de notre pergélisol était de - 3 °C il y a trois ans, rappelle Sergueï Zimov, écologue de formation qui dirige la station de recherche à Tcherski avec son fils Nikita. Puis elle est passée à - 2 °C. Puis à - 1 °C. Cette année, elle a atteint + 2 °C. » Faut-il s’en étonner ? Les cinq années les plus chaudes sur la Terre depuis la fin du 19^e siècle ont été enregistrées depuis 2014. Or l’Arctique se réchauffe plus de deux fois plus vite que le reste de la planète, car il perd une partie de la glace de mer qui l’aide à se refroidir.

À l’échelle mondiale, la température du pergélisol augmente depuis un demi-siècle. Sur la North Slope (le versant Nord) de l’Alaska, elle a augmenté de 5,8 °C en trente ans. Mais ce que les Zimov ont observé en 2018 était encore différent, avec des répercussions au-delà de l’Arctique : un dégel hivernal. Paradoxalement, le coupable était l’abondance de neige. La Sibérie est sèche mais, pendant plusieurs hivers avant 2018, une neige épaisse a tapissé la région, piégeant la chaleur estivale dans le sol.

Le pergélisol renferme jusqu’à 1 600 milliards de tonnes de carbone. C’est près du double de ce que contient l’atmosphère. Nul n’envisage que fonde toute cette masse, ni même sa plus grande partie. Jusqu’à récemment, les chercheurs supposaient que le pergélisol libérerait au maximum 10 % de son carbone et que cela prendrait jusqu’à quatre-vingts ans. Mais, lorsque la couche active ne gèle plus en hiver, le processus s’accélère.

Avec le surcroît de chaleur, les microbes se nourrissent des matières organiques du sol (et émettent du dioxyde de carbone ou du méthane) pendant toute l’année, et plus seulement durant quelques mois en été. Et la chaleur hivernale gagne le pergélisol lui-même, le faisant fondre plus vite. « Un grand nombre de nos suppositions volent en éclats », remarque Roísín Commane, chimiste de l’atmosphère à l’université Columbia. Avec ses collègues, elle a découvert que la quantité de CO₂ émanant de la North Slope de l’Alaska au début de l’hiver a augmenté de 73 % depuis 1975. Dans quelques décennies, le pergélisol pourrait être une source de gaz à effet de serre aussi importante que la Chine – premier émetteur mondial – l’est aujourd’hui.

En intégrant ce futur dégel, nous devrons peut-être réduire nos émissions huit ans plus tôt que ne le prévoient les modèles du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (Giec), créé par les Nations unies. La planète s’est déjà réchauffée d’environ 1 °C depuis le 19^e siècle. Selon le Giec, pour atteindre l’objectif de 1,5 °C, la planète devrait réduire ses émissions de gaz à effet de serre de 45 % d’ici à 2030, puis les éliminer totalement à l’horizon 2050 et mettre au point des technologies capables d’en aspirer d’énormes quantités dans l’atmosphère.

Cependant, pour Sergueï Zimov, le réchauffement climatique n’est pas la seule raison de la disparition du pergélisol. Il soutient depuis longtemps que les troupeaux de bisons, de mammouths, de chevaux et de rennes qui parcouraient les steppes au Pléistocène ne se contentaient pas de manger l’herbe. Ils l’entretenaient. Ils la fertilisaient avec leurs déjections et la tassaient, en piétinant la mousse et les arbustes, en arrachant les jeunes arbres. Or, depuis la dernière période glaciaire, en Sibérie orientale, ces herbages secs et riches ont cédé la place à de la toundra humide, dominée par des mousses au nord et des forêts au sud. L’un des facteurs déterminants de ce changement a été la chasse pratiquée par les humains, qui a décimé les troupeaux de grands herbivores il y a environ 10 000 ans, estime le scientifique.

Sans herbivores pour fertiliser le sol, les graminées ont disparu. Sans graminées pour absorber l’eau, le sol est devenu plus humide. La mousse et les arbres ont pris la relève. Si, voilà des millénaires, l’homme n’avait pas fait pression sur l’écosystème au-delà d’un seuil critique, des mammouths brouteraient encore en Sibérie. Il y a près de vingt-cinq ans, dans les plaines proches de Tcherski, Zimov a créé un projet-pilote de 144 km², appelé le parc du Pléistocène. Son idée était d’y réintroduire de grands herbivores pour voir si les prairies renaîtraient. Seul, puis avec son fils Nikita, il y a enfermé des chevaux sauvages, puis a transporté par camion des yacks et des moutons depuis le lac Baïkal. Au printemps dernier, Nikita a convoyé douze bisons du Danemark – un voyage de 14 600 km.

Le parc est le test décisif pour Sergueï Zimov. Les prairies, en particulier lorsqu’elles sont enneigées, réfléchissent davantage la lumière du soleil que les forêts sombres. Les herbivores tassent la neige profonde, laissant la chaleur s’échapper du sol. Ces deux phénomènes refroidissent la terre. Si la faune sauvage pouvait faire renaître les prairies, cela ralentirait le dégel du pergélisol et, par conséquent, le changement climatique. Mais, pour modifier vraiment le cours des choses, il faudrait lâcher un nombre d’animaux équivalent à des milliers de zoos, à travers les millions d’hectares de l’Arctique

Des scientifiques contestent les estimations des Zimov sur les effectifs de grands animaux en Sibérie au Pléistocène, ou trouvent leur théorie du changement écologique simpliste. Mais tenter de sauver le pergélisol en restaurant la steppe arctique est-il plus fou que de compter sur les humains pour réorganiser rapidement le système énergétique du monde ?

Zoom sur le pergélisol dans le numéro 240 du magazine National Geographic.