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22/01/2025

Un climat extrême a poussé des milliers de lacs de l’ouest du Groenland « à un point critique », selon une étude


L’ouest du Groenland abrite des dizaines de milliers de lacs bleus qui fournissent de l’eau potable aux résidents et séquestrent le carbone de l’atmosphère. Pourtant, après deux mois de chaleur et de précipitations records à l’automne 2022, environ 7 500 lacs sont devenus bruns, ont commencé à émettre du carbone et la qualité de l’eau a diminué, selon une nouvelle étude.

Dirigée par Jasmine Saros, chercheuse émérite de l’Arctique Fulbright et directrice associée de l’Institut sur le changement climatique de l’Université du Maine, une équipe de chercheurs a découvert que la combinaison d’événements climatiques extrêmes à l’automne 2022 a provoqué un changement écologique qui « a poussé les lacs arctiques à franchir un point de bascule », ont-ils écrit dans un article publié dans le Actes de l’Académie nationale des sciences?(PNAS). En juillet 2023, moins d’un an plus tard, les propriétés physiques, chimiques et biologiques de ces lacs avaient été modifiées, une transformation généralisée qui se produit généralement sur des centaines d’années, a expliqué Saros. Leurs résultats ont été partagés avec les communautés voisines.

Le Groenland connaît normalement de la neige à l’automne, mais la hausse des températures a provoqué la chute des précipitations sous forme de pluie, selon l’étude. La chaleur a également provoqué le dégel du pergélisol – un sol gelé qui stocke une quantité importante de carbone organique –, libérant ainsi une abondance de carbone, de fer, de magnésium et d’autres éléments. Alors que la pluie tombait en quantités record, elle a entraîné ces métaux et carbones nouvellement exposés du sol vers les lacs de la région occidentale du Groenland, les faisant brunir.

Saros, également professeur de paléolimnologie et d’écologie des lacs à l’École de biologie et d’écologie de l’UMaine, a déclaré que l’altération rapide des lacs de l’ouest du Groenland contraste avec le brunissement lent et étalé sur plusieurs décennies observé dans les lacs de l’hémisphère nord, y compris ceux du Maine.

« L’ampleur de cette situation et le rythme du changement étaient sans précédent », a déclaré Saros.

L’afflux de carbone organique dissous et de nutriments provenant du pergélisol peut favoriser la croissance des bactéries et produire un goût et une odeur indésirables dans l’eau, en plus d’en altérer la couleur, a déclaré Saros. Une exposition accrue aux métaux libérés par le pergélisol peut également entraîner des problèmes de santé. En identifiant le type et la quantité de matières organiques et inorganiques entrant dans les lacs à la suite des événements climatiques extrêmes, les résidents des environs peuvent mieux évaluer la manière de traiter leur eau.

« L’augmentation des matières organiques dissoutes peut interagir avec les processus de traitement de l’eau potable pour produire des sous-produits de chloration appelés trihalométhanes, qui peuvent être cancérigènes », a déclaré Saros.

Avec des propriétés physiques et chimiques altérées, les lacs sont devenus plus opaques et moins de lumière a pu pénétrer à leur surface. La réduction de la lumière a diminué la biodiversité du plancton, ce qui a eu des conséquences importantes sur le cycle du carbone de la région. Les chercheurs ont constaté une diminution du phytoplancton qui absorbe le dioxyde de carbone de l’atmosphère par la photosynthèse, et une augmentation du plancton qui décompose et libère du carbone. Au lieu de séquestrer le dioxyde de carbone en été, les lacs en sont devenus une source, avec une augmentation de 350 % du flux de ce gaz à effet de serre qui en est issu.

« L’explication probable est qu’une grande quantité de carbone organique s’est mobilisée du paysage vers les eaux de surface et que le carbone organique était disponible pour les organismes aquatiques », a déclaré Saros. « Parce que les lacs sont devenus si bruns, cela a réduit la lumière entrant dans le système, ce qui a tendance à favoriser les organismes qui utilisent les voies du carbone organique au lieu de la photosynthèse. »

Les chercheurs ont conclu que l’augmentation de la chaleur et des précipitations était causée par plusieurs rivières atmosphériques. Selon la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), une rivière atmosphérique est une colonne de vapeur d’eau longue et étroite qui produit une pluie ou une neige intense lorsqu’elle touche terre. Ils affectent une grande partie du monde et les modèles climatiques existants prédisent que d’ici la fin du siècle, ils deviendront 50 à 290 % plus fréquents au Groenland, à l’ouest de l’Amérique du Nord, en Asie de l’Est, en Europe occidentale et en Antarctique.

Saros a déclaré que des recherches et une surveillance supplémentaires pourraient aider à déterminer comment ces lacs pourraient se rétablir, offrant ainsi une meilleure compréhension de la dynamique des lacs dans la région. D’autres études peuvent également aider les scientifiques à examiner les lacs brunissants dans l’hémisphère nord, la manière dont ils peuvent se rétablir ainsi que les traitements et interventions potentiels.

« C’est une force climatique tellement écrasante qui a poussé tous les lacs à réagir de la même manière », a déclaré Saros. « En ce qui concerne le rétablissement, sera-t-il le même d’un lac à l’autre ou différent ? »

L’étude a été rendue possible grâce à une vaste collecte de données obtenues grâce à un échantillonnage annuel de l’eau et à des capteurs à distance dans les lacs qui fonctionnent toute l’année.

« Notre étude démontre la puissance de l’observation à long terme. Je travaille dans ce domaine depuis 2013 et j’ai travaillé sur de nombreux projets ici. Mais en arrière-plan, mes collègues et moi avons essayé de maintenir un ensemble de données cohérent de observations », a déclaré Saros. « C’est ainsi que nous avons pu capturer et quantifier les effets de cet événement climatique extrême. »

En plus de Saros, UMaine Ph.D. les étudiants Václava « Vendy » Hazuková, Grayson Huston, Avery Lamb et Guillaume Bourdin ont co-écrit l’étude.

Parmi les autres co-auteurs figurent Sean Birkel, climatologue de l’État du Maine et professeur adjoint au Climate Change Institute et à l’Université du Maine Cooperative Extension ; Robert Northington du Elizabethtown College en Pennsylvanie ; Ryan Pereira de l’Université Heriot-Watt d’Édimbourg, Binbin Jiang de l’Université des sciences et technologies du Zhejiang en Chine ; et Suzanne McGowan de l’Institut néerlandais d’écologie. Saros a déclaré que Binbin et Northington étaient d’anciens associés postdoctoraux à l’UMaine.

« De nombreux étudiants en doctorat ont été impliqués dans ce travail et ont joué un rôle déterminant dans ce travail », a-t-elle déclaré.



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