L'une des nombreuses conséquences graves de la crise climatique est que le pergélisol précieux est de dégeler, et cela déchaîne encore plus de carbone à l'atmosphère et exacerbe davantage le changement climatique.Cependant, c'est compliqué.Par exemple, parfois le pergélisol peut décongeler rapidement et les scientifiques ne savent pas pourquoi et ce que ces dégeler brusques signifient en termes de boucles de rétroaction.Cela rend difficile la prévision de l'impact futur sur le climat.Grâce à une initiative ESA - Nasa, de nouvelles recherches approfondissent la compréhension des complexités du dégel du pergélisol et de la façon dont le carbone est libéré au fil du temps.
Le pergélisol est un sol congelé, une roche ou des sédiments - parfois des centaines de mètres d'épaisseur.Pour être classé comme pergélisol, le sol doit avoir été gelé depuis au moins deux ans, mais une grande partie du sous-sol dans les régions polaires est restée gelée depuis l'ère glaciaire.Le pergélisol contient des restes de végétation à base de carbone et des animaux qui se figeaient avant que la décomposition ne puisse s'installer.
La majeure partie du pergélisol de la Terre se trouve dans l'hémisphère nord - Arctic Permafrost stocke près de 1700 milliards de tonnes de carbone.
L'animation ci-dessous montre comment l'étendue du pergélisol dans l'Arctique a changé entre 1997 et 2019.
Le pergélisol joue un rôle essentiel pour empêcher notre planète de perdre son sang-froid, mais l'augmentation des températures mondiales, particulièrement évidente dans l'Arctique, fait que le sol souterrain à décongeler et à libérer le carbone long de l'atmosphère.
L'image ci-dessous montre comment le sous-sol se réchauffe, risquant de dégeler le pergélisol.
Highlighting the importance of permafrost in the climate system, the journal Nature Reviews Earth & Environment recently featured a wealth of research papers in a special collection that examines the physical, biogeochemical and ecosystem changes related to permafrost thaw and the associated impacts.
L'un des articles de la collection est basé sur des recherches menées via le Methane et le Permafrost Challenge ESA - Nasa.
L'article décrit comment les scientifiques d'Europe et des États-Unis travaillent ensemble pour mieux suivre la dynamique du carbone du pergélisol.Cela comprend une meilleure compréhension des mécanismes qui conduisent à des dégels brusques grâce à l'utilisation d'observations clés de la libération du carbone et des modèles en développement pour prédire la rétroaction du pergélisol-carbone.
L'image ci-dessous montre la quantité de carbone stockée dans les 2 m supérieurs de pergélisol.
Le dégel brusque et le thermokarst, qui est un processus rapide de dégradation du pergélisol mais varie considérablement en fonction des conditions locales, peut émettre des quantités substantielles de carbone à l'atmosphère très rapidement, même en quelques jours.Ces processus risquent de mobiliser le carbone profond et hérité séquestré en yedoma.Le yedome est un type de pergélisol qui s'est formé entre 1.Il y a 8 millions et 10 000 ans, et est particulièrement riche en matière organique, donc une source importante de méthane atmosphérique.
Les incendies de forêt de plus en plus fréquents dans l'Arctique conduiront également à un flux de carbone notable et imprévisible.
L'auteur principal du journal, Kimberley Miner, du NASA Jet Propulsion Laboratory, a déclaré: «La vision traditionnelle du dégel du pergélisol est qu'il s'agit d'un processus progressif qui expose lentement les couches.Un dégel brusque expose les vieilles couches de pergélisol beaucoup plus rapidement.
«La mise à l'échelle est un véritable défi, mais nos recherches se concentrent sur la compréhension des émissions de carbone à différentes échelles de temps - de la libération à médiation microbienne au niveau du sol, à la dynamique des incendies de forêt à travers la toundra.
«De même, nous devons utiliser des méthodes d'observation à travers les échelles, du travail sur le terrain in situ aux observations satellites pour miroir les échelles de temps dégel.Ce n'est qu'avec des données couvrant des jours aux années aux décennies que nous pouvons réduire considérablement les incertitudes dans notre compréhension de ce qui peut déclencher des dégerations rapides, prédire les taux d'émission et ensuite avoir une meilleure image des cycles de rétroaction impliqués."
Le document met non seulement les dangers du dégel rapide du pergélisol, mais appelle également une surveillance plus détaillée par des observations in situ, aéroportées et satellites afin de fournir une compréhension plus approfondie du rôle futur de l'Arctique en tant que source ou puits de carbone, et l'impact ultérieur sur leSystème terrestre.
Charles Miller, également de JPL, a déclaré: «Notre compréhension du pergélisol avance bien sûr tout le temps.Le pergélisol ne peut pas être directement observé dans l'espace, nous devons combiner différentes mesures telles que la température de la surface terrestre et l'humidité du sol pour nous donner une image du changement.Et, grâce aux satellites, nous avons un record qui remonte à plus de 20 ans qui détaille les changements dans les sols du pergélisol de l'hémisphère nord - et c'est la clé pour améliorer les modèles climatiques.
«Cependant, nous attendons avec impatience les futures mesures in situ et les futurs systèmes satellites pour nous donner plus d'informations."
mieux comprendre les effets que le changement climatique a sur l'environnement de l'Arctique délicat, et comment ces changements, à leur tour, ajoutent à la crise climatique.
«Dans le cadre du défi du méthane et du pergélisol arctique, l'ESA et la NASA visent à soutenir une forte collaboration scientifique des deux côtés de l'Atlantique pour s'attaquer conjointement aux problèmes scientifiques et sociétaux associés au pergélisol dégel."
À l'avenir, des missions à venir telles que le Merlin allemand-French, qui prévoit de se lancer en 2027, utilise la technologie laser et montre une promesse d'ajouter de précieuses données de méthane au système d'observation de l'Arctique.
De plus, la Mission de surveillance du carbone de Copernic, qui devrait être lancée en 2025, fournira des données à haute fréquence pour mieux surveiller les émissions de carbone de la décongélation du pergélisol.
Les bases sont également essentielles pour comprendre comment les gaz à effet de serre sont émis par l'Arctique.Par exemple, l'année dernière, l'ESA a participé à une campagne de recherche internationale basée en Suède.La surveillance de la composition atmosphérique et des gaz à effet de serre grâce à la campagne multi-instrument comprenait le lancement de ballons dans la stratosphère, l'instrumentation volante sur les avions et la prise de mesures au sol pour enregistrer les sources de gaz climatique et les coulets en Scandinavie.
Des activités similaires se poursuivront dans l'Arctique d'Amérique du Nord à l'été 2022 dans le cadre de l'expérience de vulnérabilité boréale de l'Arctique et de la mission de dioxyde de carbone et de méthane.Ces deux campagnes aéroportées sont dirigées par la NASA et le Centre aérospatial allemand, respectivement.
