Les flux de carbone organique vers l'Océan arctique sous la menace du changement climatique
Publié par Isabelle le 06/06/2019 à 14:00
Source: CNRS INEE
Le bassin de l'Ienisseï en Sibérie est le plus grand bassin versant Arctique et constitue un hydrosystème clé dans l'analyse des transferts de carbone organique vers les océans. En effet, ses sols gelés en permanence représentent le plus grand stock de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés organiques.) immobilisé depuis des milliers d'années sur la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre hydrostatique, c'est-à-dire sous...). Parue dans la revue Water Research, une récente étude menée par le Laboratoire Ecologie Fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions. Initialement, le terme désignait les fonctions qui en prennent d'autres en argument....) et Environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à...) (EcoLab - CNRS/Univ Toulouse Paul Sabatier/INP Toulouse) en collaboration avec le Melnikov Permafrost Institute et l'Ugra Research Institute of Information Technologies, présente une nouvelle estimation des flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le...) de carbone organique dissous et particulaire du plus grand bassin versant (Un bassin versant ou bassin hydrographique est une portion de territoire délimitée par des lignes de crête, dont les eaux alimentent un exutoire commun :...) sibérien (Le sibérien est une race de chat originaire de Russie. Ce chat de grande taille est caractérisé par sa robe à poils mi-longs et sa silhouette "en tonneau".) vers l'océan Arctique (L'océan Arctique, ou océan glacial Arctique, s'étend sur une surface de 14 090 000 km², ce qui en fait le plus petit océan. Il recouvre l'ensemble des...). Cette estimation a été faite au pas de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) journalier à partir de mesures à haute résolution temporelle et d'une modélisation à base physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien,...). Cette étude permettra d'appréhender au mieux le devenir des exports vers l'océan (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par Jacques Perrin et Jacques Cluzaud dont le tournage a...) Arctique (L’Arctique est la région entourant le pôle nord de la Terre, à l’intérieur et aux abords du cercle polaire. Elle se situe à l'opposé de l'Antarctique. L'Arctique inclut une partie du...) face au changement climatique.


Le dégel de l'Ienisseï vu du ciel
© Théo Le Dantec / Tomcar.fr

Plus grand bassin versant (En géomorphologie, un versant est une surface topographique inclinée, située entre des points hauts (pics, crêtes, rebord de plateau, sommet d'un relief) et des points bas (pied de versant,...) Arctique, le bassin de l'Ienisseï en Sibérie constitue un hydrosystème clé dans l'analyse des transferts de carbone organique vers les océans car ses sols gelés en permanence (ou pergélisols) représentent le plus grand stock de carbone organique immobilisé depuis des milliers d'années sur la planète. Leur dégel libère d'importants flux de matières organiques qui, d'une part, transportent des contaminants accumulés depuis des années et qui d'autre part, vont bouleverser la biogéochimie de l'océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau salée. En fait, il s'agit plutôt d'un volume, dont l'eau est en permanence renouvelée par des courants...) Arctique.

Pour la première fois, une étude parue dans Water Research et impliquant le Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (EcoLab - CNRS/Univ Toulouse Paul Sabatier/INP Toulouse), a estimé les flux de sédiments et carbone organique dissous et particulaires apportés par le fleuve (En hydrographie francophone, un fleuve est un cours d'eau qui se jette dans la mer ou dans l'océan – ou, exceptionnellement, dans un désert, comme pour l'Okavango. Il se distingue d'une rivière, qui se...) Ienisseï à l'Océan Arctique, au pas de temps journalier, ce qui permet de capturer au plus près les flux liés au dégel.

Le modèle numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information ayant été quantifiée et échantillonnée, par opposition à une information dite...) utilisé a été calibré et validé à partir des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) observées au cours des campagnes de mesures des projets Arctic-GRO et TOMCAR (projet coordonné par EcoLab) à des pas de temps haute résolution, permettant de suivre le dégel du bassin versant en temps réel ainsi que de prendre en compte de la manière la plus fiable possible l'effet des grandes crues printanières sur les exports. Sur la période 2003-2016, environ 60% des exports de carbone organique ont lieu durant la crue.

Dans un contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent....) de changement climatique qui affecte grandement ces écosystèmes arctiques, les auteurs ont démontré que les zones les moins gelées sont les plus contributives au flux total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme. Exemple : "Le total des dettes". ...) de carbone organique. Ces résultats permettront d'évaluer par la suite l'impact du dégel du pergélisol sur les flux de carbone organique et de contaminants associés vers l'océan Arctique et ainsi évaluer les effets à court et long terme sur les grands cycles biogéochimiques océaniques.

Référence:
C. Fabre, S. Sauvage, N. Tananaev, G. Espitalier Noël, R. Teisserenc, J.L. Probst, J.M. Sánchez Pérez, "Assessment of sediment and organic carbon exports into the Arctic ocean: The case of the Yenisei River basin", Water Research, Volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) 158, 2019, p. 118-135.

Contacts:
- Clément Fabre - Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (ECOLAB - CNRS/Univ Toulouse Paul Sabatier/INP Toulouse)
- José Miguel Sanchez Pérez - Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (ECOLAB - CNRS/Univ Toulouse Paul Sabatier/INP Toulouse)
- Catherine Donati - Correspondante communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine (télécommunications, nouvelles technologies...), ainsi que...) de l'ECOLAB
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