Le pergélisol (ou permafrost en anglais) désigne les sols gelés en permanence au moins deux années consécutives. Ces sols jouent un rôle important dans le cycle du carbone car ils renferment une grande quantité de carbone organique ancien piégé dans les sols gelés. Le réchauffement climatique a cependant pour effet de faire fondre ces sols, ce qui libère du carbone organique qui peut être transféré vers les écosystèmes aquatiques, notamment les lacs dits « thermokarstiques ».
Les lacs thermokarstiques se forment lors de la fonte du pergélisol, dans les zones d'affaissement du terrain. Ils jouent un rôle important dans le cycle du carbone en recevant du carbone organique sous forme dissoute ou particulaire, dont seule une partie est ensuite transformée en gaz à effet de serre.
Le projet international PRISMARCTYC a ainsi lancé une campagne dans la région de Yakoutie Centrale, en Sibérie. Les chercheurs ont mesuré la concentration en carbone organique des lacs thermokarstiques récents (vieux de moins de 50 ans) et anciens (vieux de plusieurs milliers d'années, parfois affecté par des processus thermokarstiques comme des glissements/affaissements de terrain) récents. Leur objectif : comprendre et quantifier l'impact du dégel du pergélisol.
Des résultats différents pour le carbone dissous et particulaire
Les résultats des analyses indiquent que la concentration en carbone dissous atteint actuellement des valeurs très élevées, parmi les plus fortes mesurées dans ce type de lacs, pouvant atteindre plusieurs centaines de mg/L dans les lacs jeunes ou ceux affectés par des processus thermokarstiques actifs, et jusqu'à 75% de ce carbone peut provenir du dégel du pergélisol. Dans le même temps, les analyses sur le carbone organique particulaire montrent cependant que celui-ci est majoritairement produit dans les lacs par la production biologique locale, et qu'il n'est donc pas principalement originaire de la fonte des sols.
Des analyses complémentaires montrent aussi qu'une part importante du carbone dissous n'est pas directement convertie en gaz à effet de serre. Les émissions de méthane et la majeure partie du CO2 observés dans ces lacs proviennent plutôt de carbone récent produit dans les lacs eux-mêmes. Une information clef pour la modélisation du cycle du carbone de la région.
Grâce à ces résultats, le projet PRISMARCTYC apporte de nouvelles données sur les effets du dégel du pergélisol sur le cycle du carbone. Ces données contribueront à améliorer les modèles climatiques globaux et à mieux comprendre les rétroactions entre réchauffement climatique et cycle du carbone arctique.