Plonger dans l’étude des lacs de thermokarst

Catherine Couturier Collaboration spéciale
Les lacs de thermokarst sont formés par le dégel du pergélisol.
Photo: Isabelle Laurion Les lacs de thermokarst sont formés par le dégel du pergélisol.

Ce texte fait partie d'un cahier spécial.

Partout dans l’Arctique, le dégel du pergélisol amène la formation de nombreux lacs et mares. Depuis 2005, la chercheuse Isabelle Laurion, membre du GRIL, s’intéresse aux conditions d’émission de gaz à effet de serre de ceux-ci.

Le pergélisol occupe près du quart de l’hémisphère nord, où est séquestrée près de la moitié du carbone de la planète. On peut comprendre pourquoi son dégel attire ainsi l’attention de la communauté scientifique. La biologiste Isabelle Laurion, de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS), s’intéresse depuis 2005 aux lacs de thermokarst, ces nombreuses mares formées par le dégel du pergélisol, plus particulièrement à ceux de petite taille et peu profonds.

« Beaucoup de carbone s’est accumulé dans le pergélisol de ces tourbières », explique la chercheuse. Un dégel saisonnier en superficie est normal, mais depuis quelques décennies, le pergélisol dégèle de plus en plus profondément. Les sols des tourbières, gorgés d’eau et de glace, s’érodent en dégelant et forment des étendues d’eau. Qu’adviendra-t-il ainsi du carbone stocké dans la toundra depuis des millénaires ?

La réponse n’est pas simple. « Lorsque j’ai commencé à mesurer les émissions de gaz à effet de serre de ces lacs, j’ai remarqué que ça variait beaucoup dans l’espace et dans le temps », explique la professeure Laurion, qui mène ses recherches sur deux sites — un le long de la baie d’Hudson à la ligne sud du pergélisol (Kuujjuarapik-Whapmagoostui, au Nunavik), et l’autre au 73e parallèle, en zone de pergélisol en continu (île Bylot, Nunavut). La chercheuse veut mieux comprendre la chimie, la physique et la microbiologie de ces lacs pour expliquer ces variations. Ainsi, le carbone pourrait se dégrader par l’action bactérienne, ou encore aboutir dans le réseau hydrologique et finalement dans l’océan, entraînant alors des conséquences sur le climat si une partie de ce carbone est transformée en gaz à effet de serre.

L'Arctique verdit, l'eau brunit

« Une autre chose qui nous intéresse beaucoup, c’est l’effet de la lumière sur la dégradation de ce pool ancien de carbone », ajoute la professeure à l’INRS. En effet, l’Arctique se verdit de plus en plus : plantes, arbustes, plantes aquatiques et phytoplancton se multiplient. Or, lors de leur croissance, cesorganismes photosynthétiques fixent le carbone dans l’atmosphère.

Jeune carbone provenant de la croissance des plantes et « vieux carbone » accumulé depuis des millénaires se rencontrent dans les lacs ; les micro-organismes dans les lacs préfèreront-ils le jeune ou le vieux carbone ? « Si les micro-organismes préfèrent le vieux carbone, ceux-ci, en le respirant, le relâcheront dans l’atmosphère. » Pour l’instant, les micro-organismes semblent préférer le jeune carbone, mais ces résultats restent variables et difficiles à généraliser. La professeure Laurion travaille donc en collaboration avec le professeur Jérôme Comte pour mieux comprendre ces phénomènes.

« On sait également que les lacs brunissent partout sur la planète. Le dégel du pergélisol apporte de l’eau au moulin dans le Grand Nord, alors que les matières organiques se retrouvent dans les cours d’eau et brunissent les lacs. L’eau brune bloque la lumière, ayant toutes sortes de conséquences sur la vie des lacs », avance Mme Laurion.

L’écho des contaminants

   

Isabelle Laurion travaille également en collaboration avec le professeur Marc Amyot pour étudier la présence de méthylmercure, un contaminant avec une résonance particulièrement importante dans l’Arctique. « Le cycle du carbone est intimement lié au cycle du méthylmercure », explique la professeure Laurion. L’activité microbiologique qui utilise le carbone transforme aussi le mercure en méthylmercure, un contaminant qui entre ensuite dans la chaîne alimentaire pour cheminer vers le haut.

La recherche dans le Nord n’est pas de tout repos : les conditions météorologiques sont souvent mauvaises, et le terrain est accessible environ un mois par année. Lentement, mais sûrement, la recherche sur ces écosystèmes est toutefois primordiale : « Nous faisons de la recherche fondamentale, mais au final, les connaissances servent à faire des projections. Si on ne tient pas compte du rôle des différents écosystèmes dans le potentiel réchauffement, nos projections ne seront pas aussi justes », conclut la chercheuse.