Un incendie de forêt brûle à l'extérieur de Fairbanks, en Alaska, après un coup de foudre. (Catherine Dieleman), Auteur fourni

Le cercle polaire arctique est devenu incroyablement chaud le 20 juin 2020. Dans la communauté russe de Verkhoyansk, les températures ont dépassé 38 ° C (plus de 100 ° F), marquant ce qui pourrait être la température de l'air la plus élevée jamais enregistrée dans l'Arctique.

Les températures à Verkhoyansk faisaient partie d'une tendance plus large dans l'ouest de la Russie cet été, avec de petites communautés de toute la région signalant des températures qui étaient briser les records locaux qui ont duré des décennies. Au cours de la seconde moitié de juin, les températures de surface dans toute la Sibérie occidentale ont atteint jusqu'à 10C au-dessus de l'historique normes, marquant l’un des Junes les plus chauds jamais enregistrés malgré des températures relativement fraîches en début de mois.

Pour les scientifiques du monde entier, ces températures record sont des sonnettes d'alarme, démontrant le type d'événements météorologiques extrêmes que nous pouvons attendez-vous à voir plus souvent si le changement climatique se poursuit sans contrôle. Cependant, ce sont les retombées à long terme des vagues de chaleur modernes qui préoccupent profondément de nombreux scientifiques du Nord, car elles affecteront notre planète pour les décennies à venir.

Les incendies qui suivent

Pendant les vagues de chaleur, les températures de surface montent en flèche, déclenchant souvent une chaîne de conditions météorologiques propices aux incendies, y compris des orages extrêmes. Ces orages ont des centaines de coups de foudre qui peuvent enflammer les sols secs et la végétation qui sert de combustible pour le feu.

Dans les régions nordiques comme le biome boréal, ces conditions propices aux incendies peuvent provoquer des incendies de forêt à grande échelle qui brûlent millions d'hectares de forêt en un seul été.

Historiquement, l'humanité a considéré les incendies de forêt comme une véritable catastrophe et a dépensé des ressources considérables pour les supprimer. Nous comprenons maintenant que malgré la perte initiale d'arbres et de sols établis, les incendies de forêt font partie intégrante du biome boréal.

Les incendies de forêt modernes, cependant, se sont produits avec une fréquence et une intensité croissantes, couvrant une plus grande zone en raison d'événements météorologiques tels que de fortes vagues de chaleur. Dans les années de feu extrême, ces les feux de forêt modernes peuvent brûler profondément dans les sols organiques qui caractérisent les forêts boréales. Ces sols riches en carbone ont été construits sur des milliers d'années et contiennent environ 30% des stocks mondiaux de carbone terrestre.

Lorsque les feux brûlent profondément dans les sols ou retournent trop rapidement dans une forêt, ils perdent leur Stocks de «carbone ancien». Au lieu d'être retenues dans le sol, ces anciennes réserves de carbone sont brûlées et rejetées dans l'atmosphère, augmentant les niveaux de carbone. Les niveaux plus élevés de dioxyde de carbone générés par les incendies de forêt intensifient les impacts du changement climatique comme les vagues de chaleur, qui peuvent conduire à d'autres incendies de forêt, formant une puissante boucle de «rétroaction positive» avec le changement climatique.

Bien que ces tendances à elles seules soient alarmantes, les chercheurs du Nord préviennent que les retombées des vagues de chaleur ne s'arrêteront pas lorsque les incendies s'éteindront. Dans les régions du nord où les sols restent historiquement gelés toute l'année, un tout nouvel ensemble de changements commencent à prendre forme.

Quand le pergélisol périt

Le pergélisol se forme dans le paysage lorsque les matériaux du sol restent sous le point de congélation pendant deux années consécutives ou plus. Dans certaines régions, le pergélisol se forme en réponse directe à un climat froid.

À mesure que l'on se déplace plus au sud, cependant, le pergélisol devient de plus en plus dépendant de la présence de sols organiques épais, une végétation de surface et un étage ombragé pour survivre aux mois chauds de l'été. Dans ces cas, l'écosystème agit comme une couverture protectrice géante, limitant la chaleur du soleil capable d'atteindre les matériaux de pergélisol gelés en dessous.

La tourbe riche en carbone brûle facilement, ce qui en fait un bon combustible pour les incendies causés par la foudre. (US National Parks Service, Western Arctic National Parklands)

Lorsque les écosystèmes du pergélisol brûlent, le feu de forêt consume ces couches protectrices, déclenchant souvent le dégel du pergélisol. Cela peut se produire progressivement, la couche décongelée s'étendant lentement sur des décennies ou brusquement, la couche décongelée s'étendant considérablement au fil des ans. La terre peut s'effondrer ou couler, les communautés végétales peuvent changer complètement et les flux d'eau locaux peuvent être réacheminés.

Dans les deux cas, la perte de pergélisol rend les énormes réserves de carbone de l'Arctique plus vulnérables à la perte. Avec un dégel progressif, les microbes sont capables de se décomposer et de relâcher le carbone précédemment congelé dans l'atmosphère sous forme de dioxyde de carbone. En revanche, un dégel brutal se produit généralement dans un pergélisol riche en glace, ce qui donne des sols plus chauds mais aussi plus humides. Dans ces conditions, la décomposition se produit encore, mais le carbone est généralement renvoyé dans l'atmosphère sous forme de méthane, un gaz à effet de serre environ 30 fois plus puissant à piéger la chaleur que le dioxyde de carbone.

Tout ce carbone perdu peut rendre le rétroaction positive avec le changement climatique encore plus forte. Alors que les scientifiques s'efforcent de comprendre si la végétation qui pousse après le dégel du pergélisol est capable de compenser tout le carbone libéré lors de la décomposition, la plupart des modèles actuels indiquent que le dégel du pergélisol être finalement une source de carbone atmosphérique.

Les chercheurs commencent à comprendre à quel point ces perturbations causées par le changement climatique sont étroitement liées. Ce qui apparaît comme un événement individuel - vague de chaleur, feu de forêt ou dégel du pergélisol - a des ramifications en cascade dans le temps et l'espace dans l'Arctique, servant potentiellement de graine de cristal pour la prochaine perturbation dans les mois, les années ou même les décennies à venir.

Les vagues de chaleur, les incendies de forêt et le dégel du pergélisol représentent un trifet environnemental intrinsèquement lié et entraînent un changement dans l'occurrence et l'intensité de l'autre.

À propos de l’auteur

Catherine Dieleman, associée de recherche, Département de biologie intégrative, Université de Guelph

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

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