Des images satellites montrent que l’Arctique devient plus vert alors que les températures de la région extrême nord augmentent trois fois plus vite que la moyenne mondiale.
Certaines théories suggèrent que ce “verdissement de l’Arctique” contribuera à contrer le changement climatique. L’idée est que, puisque les plantes absorbent du dioxyde de carbone pendant leur croissance, l’augmentation des températures signifie que la végétation arctique absorbera davantage de dioxyde de carbone de l’atmosphère, réduisant ainsi les gaz à effet de serre qui réchauffent la planète.
Mais est-ce vraiment le cas ?
Je suis un biologiste qui se concentre sur la réponse des écosystèmes au changement climatique, y compris les écosystèmes de la toundra. Au cours des cinq dernières années, mes collègues, mes étudiants et moi-même avons suivi les changements de la végétation dans des endroits éloignés de l’Arctique pour le découvrir.
Braver les ours pour recueillir des preuves dans la toundra
La toundra arctique est une vaste région, essentiellement dépourvue d’arbres, qui s’étend sur les zones les plus septentrionales de l’Amérique du Nord et de l’Eurasie. À quelques pieds sous sa surface, la majeure partie du sol est constituée de pergélisol gelé, mais la couche supérieure s’épanouit avec des herbes et des arbustes bas pendant les courts mois d’été.
Des études par satellite réalisées au cours de la dernière décennie ont permis de suivre l’évolution du verdissement de l’Arctique en mesurant la lumière visible et proche infrarouge réfléchie par la végétation. Une végétation verte et saine absorbe la lumière visible mais reflète la lumière proche de l’infrarouge. Les scientifiques peuvent utiliser ces données pour estimer la croissance des plantes sur de vastes zones.
Mais les satellites ne mesurent pas l’absorption de dioxyde de carbone par les plantes.
Jusqu’à récemment, les études de terrain susceptibles de vérifier la quantité de dioxyde de carbone absorbée par les plantes arctiques étaient rares, ce qui empêchait les scientifiques de vérifier l’hypothèse selon laquelle la fonte précoce des neiges et son impact sur les plantes contribuaient à contrôler le dioxyde de carbone dans l’atmosphère.
Pour notre étude, les scientifiques ont bravé le territoire des ours et les froides nuits d’été pour recueillir des mesures approfondies du dioxyde de carbone près des plantes et du sol dans 11 écosystèmes de la toundra arctique, notamment en Alaska, au Canada, en Sibérie et au Groenland. Nous nous sommes concentrés sur les zones arctiques les moins étudiées, situées sur un pergélisol continu.
Une croissance plus précoce, mais un ralentissement en fin de saison
Les plantes arctiques ne disposent actuellement que d’environ trois mois pour se développer et se reproduire avant que les températures ne deviennent trop froides.
Lorsque nous avons commencé cette étude, nous voulions savoir quel effet le début plus précoce de la saison de croissance avait sur la quantité totale de dioxyde de carbone absorbée par la végétation chaque été. Les résultats nous ont surpris : Même si le verdissement était évident, l’absorption globale de dioxyde de carbone n’a pas augmenté de manière significative ou n’a connu que des augmentations mineures.
En regardant de plus près et en comparant les changements de semaine en semaine, nous avons découvert pourquoi. Alors que la fonte précoce des neiges stimulait la productivité des plantes en juin, cette productivité a commencé à diminuer en juillet, qui est normalement la saison de pointe pour la photosynthèse. En août, la productivité était bien inférieure à la normale.
Les arbustes dominants de l’Arctique, les laîches et les autres plantes des zones humides ne séquestraient plus de carbone en fin de saison. C’était comme se réveiller plus tôt le matin et être prêt à se coucher plus tôt le soir.
Nous avons encore beaucoup de questions, notamment pourquoi les plantes réagissent de cette façon et si l’indice largement utilisé pour la croissance des plantes, basé sur les changements de la lumière visible et infrarouge, appelé NDVI, est définitivement associé à une plus grande absorption de dioxyde de carbone. Certains écosystèmes arctiques ont montré de fortes corrélations entre le NDVI et l’absorption de dioxyde de carbone, alors que d’autres non. Nous n’avons pas trouvé de preuves que les plantes étaient affectées par les limitations d’eau en fin de saison.
Si les écosystèmes de la toundra ne sont pas capables de continuer à absorber du dioxyde de carbone plus tard dans la saison, l’augmentation attendue des plantes séquestrant le carbone pourrait ne pas se matérialiser.
Et il y a un autre problème. Normalement, les plantes de la toundra stockent plus de carbone par photosynthèse que la toundra n’en libère, ce qui en fait un vaste puits de carbone. Les hivers longs et froids ralentissent la décomposition des plantes et les enferment dans le sol gelé. Cependant, lorsque le pergélisol contenant ces plantes et d’autres matières organiques dégèle, il libère davantage de gaz à effet de serre dans l’atmosphère.
L’impact local va au-delà du carbone
Ce n’est pas seulement une histoire de plantes et de climat. Les changements de la végétation peuvent avoir des effets considérables sur d’autres composants des écosystèmes, y compris les animaux et les personnes.
Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, l’organe des Nations Unies chargé d’évaluer les données scientifiques relatives au changement climatique, a estimé que les modifications de la couverture neigeuse ont déjà affecté la sécurité alimentaire et hydrique. De nombreuses communautés autochtones locales dépendentsur la chasse, le piégeage et la pêche, et le développement précoce de la végétation peuvent affecter l’équilibre délicat des systèmes complexes de l’Arctique.
Si le verdissement de l’Arctique ne fait que déplacer les saisons et n’augmente pas le niveau global de dioxyde de carbone comme on le pensait auparavant, cela pourrait également signifier que les modèles actuellement utilisés pour évaluer et prévoir l’impact global du changement climatique manquent un élément d’information important. Le résultat pourrait être qu’un processus dont nous pensions qu’il ralentirait ou atténuerait le changement climatique ne fonctionne pas comme prévu.
