Les flux de carbone organique vers l'océan Arctique sous la menace du changement climatique
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 organique immobilisé depuis des milliers d'années sur la planète. Parue dans la revue Water Research, une récente étude menée par le Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (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 de carbone organique dissous et particulaire du plus grand bassin versant sibérien vers l'océan Arctique. Cette estimation a été faite au pas de temps journalier à partir de mesures à haute résolution temporelle et d'une modélisation à base physique. Cette étude permettra d’appréhender au mieux le devenir des exports vers l’océan Arctique face au changement climatique.
Plus grand bassin 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 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 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 utilisé a été calibré et validé à partir des données 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 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 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 158, 2019, p. 118-135.