Le cycle naturel du dioxyde de carbone dans l'atmosphère a longtemps été influencé par les alternances entre périodes glaciaires et interglaciaires, mais une découverte récente pourrait bouleverser notre compréhension de ces mécanismes.
Pendant des décennies, les scientifiques ont attribué la hausse des niveaux de CO₂ lors des périodes interglaciaires principalement aux océans. Lorsque ceux-ci se réchauffent et se mélangent davantage, ils libèrent du carbone stocké, expliquant ainsi une augmentation d'environ 100 parties par million. Cette vision était largement acceptée jusqu'à ce que de nouvelles recherches viennent la remettre en question.
Cavité causée par le dégel du pergélisol en Sibérie.
Vladimir Pushkarev
Une équipe de l'Université de Gothenburg a utilisé des analyses de pollen et des modèles climatiques pour reconstituer la végétation et les stocks de carbone sur les 21 000 dernières années. En examinant des instantanés tous les mille ans, ils ont pu estimer comment le carbone était échangé entre le sol et l'atmosphère. Cette approche a révélé que le dégel du pergélisol a joué un rôle bien plus important que prévu dans les émissions de CO₂ après la dernière période glaciaire.
Les chercheurs expliquent que pendant les âges glaciaires, de grandes quantités de carbone organique étaient piégées dans le sol gelé, formant des dépôts épais appelés 'loess'. Avec le réchauffement, ce pergélisol a dégelé, libérant progressivement du CO₂ dans l'atmosphère. Ils estiment que près de la moitié de l'augmentation du CO₂ atmosphérique lors de la transition vers l'interglaciaire actuel proviendrait de ces émissions terrestres dans l'hémisphère nord.
Cependant, cette libération massive a été partiellement compensée par le développement des tourbières, qui ont stocké du carbone au fil du temps. Cette balance naturelle a permis de stabiliser les niveaux de CO₂ autour de 270 parties par million pendant des millénaires, jusqu'à ce que l'activité humaine moderne perturbe cet équilibre délicat en brûlant des combustibles fossiles.
Aujourd'hui, avec le réchauffement climatique anthropique, le pergélisol dégèle à nouveau, mais sans les mécanismes de compensation naturels qui existaient par le passé.
Le pergélisol et son rôle dans le cycle du carbone
Le pergélisol est un sol qui reste gelé en permanence pendant au moins deux années consécutives, souvent présent dans les régions arctiques et subarctiques. Il agit comme un immense réservoir de carbone organique, emprisonnant des matières végétales et animales qui ne se décomposent pas en raison des basses températures.
Lorsque le pergélisol dégèle, les micro-organismes deviennent actifs et commencent à décomposer cette matière organique, libérant du dioxyde de carbone et du méthane dans l'atmosphère. Ce processus peut accélérer le réchauffement climatique, créant une boucle de rétroaction positive où plus de chaleur entraîne plus de dégel et donc plus d'émissions.
La stabilité du pergélisol est donc primordiale pour maintenir l'équilibre des gaz à effet de serre. Les changements climatiques modernes menacent de libérer des quantités colossales de carbone stocké depuis des millénaires, potentiellement bien plus importantes que lors des transitions naturelles passées.
Comprendre ces dynamiques aide à prévoir les impacts futurs et à développer des stratégies pour atténuer les effets du réchauffement, notamment en protégeant les zones de pergélisol et en favorisant les puits de carbone naturels.
Les cycles glaciaires et interglaciaires
Les cycles glaciaires et interglaciaires sont des périodes naturelles de refroidissement et de réchauffement de la Terre, influencées par des variations orbitales telles que l'excentricité, l'obliquité et la précession. Ces cycles durent généralement environ 100 000 ans, avec des périodes glaciaires froides et des interglaciaires plus chauds.
Pendant les glaciations, de vastes calottes glaciaires couvrent une partie des continents, piégeant de l'eau et abaissant le niveau des mers. Le carbone atmosphérique diminue alors, en partie à cause de son absorption par les océans froids et de son stockage dans les sols gelés.
Lors des transitions vers les interglaciaires, la fonte des glaces et le réchauffement libèrent progressivement ce carbone, contribuant à une hausse des températures. Ces variations naturelles ont façonné les écosystèmes et les climats terrestres pendant des millions d'années.
Aujourd'hui, l'activité humaine superpose à ces cycles naturels une augmentation rapide des gaz à effet de serre, perturbant les équilibres établis et accélérant des changements qui pourraient avoir des conséquences irréversibles.