En quoi le pergélisol est-il impacté par l’activité humaine?

Par Lucie Peyrache & Maëlys Piat, étudiant ESTA Belfort, 06/2020

Mots-clés: #pergélisol #permafrost #changement climatique #crise environnementale #activités humaines

Dans un monde en perpétuelle évolution, l’humanité a dû apprendre à constamment s’adapter et à trouver de nouvelles solutions à des défis toujours plus complexes. Par tous les moyens, l’Homme cherche à garder un contrôle sur son environnement, rendu presque impossible en raison des multiples dégâts occasionnés avec le temps. On pourrait citer par exemple le déluge du Saugenay en 1996 (Bleau 2002) ou la tempête de verglas au Canada en janvier 1998 (Bednarz 2017), pour démontrer que, dans la société moderne, efficacité et productivité priment sur la protection du climat. Par ailleurs, l’industrialisation des entreprises, l’agriculture intensive ou encore l’augmentation des transports perturbent la variabilité naturelle du climat et la fragilise grandement, ce qui engendre de nombreuses conséquences, comme par exemple la fonte du pergélisol (ou permafrost en anglais).

Qu’est-ce que le pergélisol ?

De plus en plus, nous entendons parler du pergélisol, terme utilisé pour décrire les sous-sols gelés en permanence dans les régions alpines, arctiques et antarctiques. Ce qui intéresse et inquiète les scientifiques sont les modifications de ses formations, de son épaisseur et de sa disparition, qui s’expliquent notamment par le changement climatique. Un réseau mondial de scientifiques s’est alors développé pour étudier le pergélisol, principalement en tant qu’indicateur du réchauffement climatique en s’appuyant sur des mesures de températures, des sondages et des suivis satellitaires selon le site Actu-Environnement (©2003). Alors qu’est-ce que les chercheurs ont-ils trouvé au fil du temps ? Tout d’abord, ils ont pu découper le profil thermique du pergélisol en trois catégories distinctes, comme démontrées sur le schéma ci-dessous (ADAPT 2014).

En premier lieu, on peut repérer la couche de surface (“Active Layer” sur la Figure 1). Cette couche supérieure ne dépasse pas les 0°C en été et dégèle régulièrement, ce qui en fait une couche active qui varie selon les saisons. Son épaisseur varie entre quelques dizaines de centimètres dans les terrains arctiques et jusqu’à 7 mètres dans les terrains alpins. En deuxième lieu, on peut repérer la deuxième couche, celle qui ne dégèle jamais, et qui constitue, au sens strict du terme, le pergélisol. L’épaisseur de cette couche (représentée dans la Figure 1 par le nom “Permafrost”) peut varier entre quelques mètres et 30 mètres en fonction de sa localisation. Par ailleurs cette couche ne subit généralement pas les variations annuelles de température de l’air. En dessous de cette couche de pergélisol se trouve le sol non-gelé (“Unfrozen ground”) (Schoeneich & Fabre 2018).

Comme précédemment expliqué, le pergélisol est un indicateur clé pour évaluer le réchauffement climatique, principalement à cause de sa sensibilité aux changements de température. Selon les prédictions du Centre National pour la Recherche Atmosphérique (NCAR), la quantité de pergélisol mondial pourrait diminuer de 50 % d’ici 2050, jusqu’à ce qu’il n’en reste plus que 10 % en 2100 (Novethic 2013). Il est difficile de s’en rendre compte, mais cela représenterait un rejet de plus de 160 milliards de tonnes de gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère, avec principalement du protoxyde d’azote N2O et du dioxyde de carbone CO2. Cela représenterait une véritable catastrophe environnementale.

Certes ce profil thermique ne pose aucun souci en théorie, mais il commence à poser problème lorsqu’il se met à dégeler. Ces épisodes de dégels, souvent engendrés par l’augmentation de la température terrestre, entraînent non seulement une modification de la couche active qui se traduit par des modifications de la végétation ainsi que des mouvements importants du sol, mais ils présentent aussi un risque pour l’évolution du climat. En outre, selon la prédiction des scientifiques, le pergélisol contient le plus gros réservoir de dioxyde de carbone continental de la planète, plus gros encore que les réservoirs de pétrole, de gaz et de charbon. De plus, selon l’article publié sur le site Novethic (2013), ces sous-sols renferment aussi d’importantes quantités de matières organiques, en partie composées de méthane, un gaz au pouvoir de réchauffement du climat 25 fois supérieur au CO2 (selon le GIEC). Les sous-sols qui se situent en Russie, par exemple, inquiètent de plus en plus les chercheurs, certains estimant qu’ils pourraient constituer à terme une véritable bombe climatique en raison du méthane enfoui dans ses profondeurs. En prenant un autre exemple, le Canada est un des pays les plus concernés avec plus de 40% de son sol recouvert par du pergélisol. La fonte de ce dernier donne régulièrement lieu à de nombreux affaissements de terrain, engendrant des “lacs” que l’on nomme “lac thermokarstiques”, véritables écosystèmes aquatiques très émetteurs de méthane (Actu-Environnement 2018).

Cependant, les surémissions de gaz à effet de serre ne sont pas les seules catastrophes qui sont engendrées par la fonte du pergélisol. En plus de ce cataclysme environnemental, le permafrost abrite de nombreux virus et bactéries de toutes sortes, comme des “virus géants”. Des recherches effectuées durant les 10 dernières années ont démontré l’existence de plusieurs de ces “virus géants”, dont certains datent de plus de 30 000 ans (comme le Mollivirus Sibericum). Le dégel du pergélisol représente alors aussi une véritable menace sanitaire, comme l’explique l’article de Loumé (2020).

Les activités humaines ont-elles un impact sur l’environnement ?

Selon le site Planète Viable écrit par Lefèvre (2013), les activités telles que le prélèvement des ressources, la fabrication de biens, le transport des biens et des personnes, l’agriculture et l’élevage, l’urbanisation, et la production et consommation d’énergie, peuvent être considérées comme ce que l’on nomme des “activités humaines”. Ce sont elles qui sont à l’origine des problèmes environnementaux que nous connaissons aujourd’hui, et qui ont un impact sur la planète ainsi que sur les êtres humains. Par ailleurs, ces impacts sont régulièrement aggravés par d’autres facteurs dits “culturels”. On pourrait citer le comportement social, la croissance de la richesse de certaines populations, les failles de la gouvernance, la croissance démographique et l’innovation technologique (complexification des technologies existantes). Ces impacts environnementaux se manifestent généralement sous la forme de pollution, mais aussi d’épuisement des ressources et de destruction des habitats.

Toutefois, ces impacts ne sont pas indépendants, puisqu’ils génèrent d’autres impacts (par exemple, la pollution contribue à la détérioration des habitats ce qui engendre souvent leur destruction). Les activités humaines ont 3 conséquences directes qui sont à l’origine des crises environnementales. Ces dernières ont des effets locaux autant que globaux et sont regroupées sous le terme de “crise environnementale globale”. Nous pouvons voir sur le schéma ci-dessous (Lefèvre 2013) les liens entre les facteurs culturels aggravants, les activités humaines, leurs impacts directs, la crise environnementale qui en découle et donc ses conséquences sur l’être humain.

On peut donc voir sur la Figure 2 que la plupart des crises environnementales sont connectées, ce qui engendre un problème bien plus complexe. Les activités humaines ont également un impact sur l’environnement, ce qui entraîne de nombreuses conséquences, comme l’explique l’article de Lefèvre (2013). Nous pourrions par exemple citer la désertification de nombreuses zones sèches dans le monde (La Rédaction de Futura Planète 2019), la déforestation de nombreuses plantations (FAO 2016), la dégradation de plus en plus flagrante des océans (Messal 2018), la raréfaction de l’ozone stratosphérique (Lefèvre 2013), l’altération de cycles biogéochimiques, l’érosion de diversité biologique (La Rédaction 2019), le réchauffement planétaire, la hausse des océans (Service de la donnée et des études statistiques SDES 2019) ou encore la diminution de la qualité des sols (Molga 2016). Cette liste est bien évidemment non-exhaustive car il existe une multitude d’autres impacts environnementaux, bien plus que nous ne pouvons citer.

Les effets des activités humaines ne font qu’augmenter et leur ampleur ne fait que croître. Il est donc nécessaire d’amorcer des changements sociétaux de grande envergure au plus vite avant que tout cela échappe à tout contrôle.

En quoi impactent-elles le pergélisol ?

Les activités humaines ne sont généralement pas favorables à la protection de l’environnement puisqu’elles l’impactent de façon directe. Parmi les diverses conséquences environnementales listées précédemment, le réchauffement climatique en est une grave, car, par définition, il impacte la température de l’air. Cela n’a l’air de rien, mais nous savons que le pergélisol est très sensible aux changements de température, et que sa fonte est en général causée par ce facteur. Selon Streletskiy et al. (2015), depuis les années 80, l’Arctique voit sa température augmenter deux fois plus que le rythme mondial. Selon Romanovsky et al. (2010), on dénote aussi que les températures du pergélisol en Russie ont augmenté de 0.5 à 2°C entre 1970 et 2009, et les scientifiques prédisent même une augmentation de 20 degrés jusqu’à 2090 (voir Figure 3). Par ailleurs, ces hausses de température interviennent encore plus dans les zones d’activités humaines. Ces changements de température de l’air comme de l’épaisseur de la neige ont grandement influencé sur la dégradation et la fonte du pergélisol (Streletskiy et al. 2015).

Par nos recherches et selon l’article de Boyer (2019), nous avons pu découvrir en 2019 que suite à la fonte du pergélisol en Arctique, les émissions de protoxyde d’azote avaient atteint en un mois le niveau qui était initialement prévu en un an. Mais ce n’est pas tout. En effet, les chercheurs ont aussi évalué la stabilité du carbone piégé dans les pergélisols des régions polaires comme en Alaska ou en Sibérie et ont pu établir de nombreuses données, comme le fait que ces sols pourraient libérer, au cours des 300 prochaines années cumulées, jusqu’à 10 fois la quantité de gaz carbonique injectée dans l’atmosphère par les activités humaines en 2016 (Boyer 2019).

Pour ce qui est des prévisions, les scientifiques supposent que d’ici 40 à 60 ans, le pergélisol en Arctique deviendra une véritable source permanente de CO2. De plus, au fur mesure que celui-ci fond, il pourrait relâcher jusqu’à 1.700 milliards de tonnes de CO2 dans l’atmosphère (en plus des émissions de méthane) ce qui représente deux fois plus de dioxyde de carbone que n’en contient actuellement l’atmosphère terrestre (Boyer 2019). Pour essayer de réduire et de pallier ces prédictions catastrophiques, l’humanité se doit de s’adapter. Nous pourrions donc développer des exemples concrets mis en place pour éviter la fonte du pergélisol. Prenons des exemples qui se sont passés au Canada depuis les années 2000. D’après l’article de Harris (2010), le pergélisol représente près de 50% de la surface du Canada et il est nécessaire pour les habitants de s’adapter à l’environnement pour éviter toutes conséquences graves comme des affaissements de terrain ou des rejets de méthane ou de CO2. Par conséquent, de nombreuses solutions ont été mises en place, comme la création de “couches isolantes” sur les routes ou les aéroports pour éviter le réchauffement du sol, ou la construction d’habitations sur des piliers pour laisser suffisamment d’air entre le sol et les bâtiments pour éviter de réchauffer le sol (et donc le pergélisol) (Harris 2010).

Conclusion

Par cette étude nous avons pu voir que le pergélisol était en partie impacté par les activités humaines. Cependant et selon les prédictions des chercheurs et scientifiques, cela peut engendrer des conséquences néfastes pour l’avenir. Comme l’avertit Thomas Gasser, chercheur à l’IIASA : “Il existe le danger que, plus nous allions de l’avant, plus nous risquions de déclencher des phénomènes que nous ne comprenons pas” (Gasser 2018). Alors, nous pourrions nous demander s’il n’existe pas de solutions pour pallier ces risques aujourd’hui, afin d’assurer le monde de demain.

Afin de ralentir ou d’éliminer l’avancée des changements climatiques, nous pourrions penser, par exemple d’après Bourque (2000), à la réduction des émissions de gaz à effet de serre directement à la source. Malgré que certaines mesures telles que le protocole de Kyoto aient été mises en place, elles ne font que “retarder” les changements climatiques de plusieurs années (seulement de 15 à 20 ans). Bien qu’un certain nombre soit déjà en vigueur, sont-elles réellement suffisantes pour pallier cette avancée et si non, quelles nouvelles mesures l’Homme pourrait-il mettre en place ?

Références

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