Pourquoi l’Arctique se réchauffe si vite, et pourquoi c’est si alarmant

Samedi, les habitants de Verkhoyansk, en Russie, ont marqué le premier jour de l’été avec des températures de 100 degrés Fahrenheit. Non pas qu’ils aient pu en profiter, vraiment, car Verkhoyansk est en Sibérie, à des centaines de kilomètres de la plage la plus proche. C’est beaucoup, beaucoup plus chaud que ce que les villes situées à l’intérieur du cercle arctique obtiennent habituellement. Ces 100 degrés semblent être un record, bien au-dessus de la température moyenne de 68 degrés en juin. Pourtant, il est probable que les habitants de Verkhoyansk verront ce record battu à nouveau de leur vivant : L’Arctique se réchauffe deux fois plus vite que le reste de la planète – si ce n’est plus – créant un chaos écologique pour les plantes et les animaux qui peuplent le nord.

« Les événements du week-end – des dernières semaines, vraiment – avec la vague de chaleur en Sibérie, sont tous sans précédent en termes d’ampleur des extrêmes de température », déclare Sophie Wilkinson, une scientifique spécialiste des feux de forêt à l’Université McMaster qui étudie les feux de tourbe du Nord, qui eux-mêmes sont devenus inhabituellement fréquents ces dernières années avec la montée des températures.

Le réchauffement extrême de l’Arctique, connu sous le nom d’amplification arctique ou d’amplification polaire, pourrait être dû à trois facteurs. Premièrement, la réflectivité de la région, ou albédo – la quantité de lumière qu’elle renvoie dans l’espace – change avec le réchauffement de la planète. « Ce que nous avons vu au cours des 30 dernières années, c’est un déclin relativement spectaculaire de la glace de mer en été », explique Isla Myers-Smith, écologiste spécialiste du changement global à l’Université d’Édimbourg, qui étudie l’Arctique.

Puisque la glace est blanche, elle reflète l’énergie du soleil, ce qui vous est déjà probablement familier lorsqu’il s’agit de rester au frais en été. Si vous deviez choisir la couleur du T-shirt à porter lors d’une randonnée par une journée chaude, dit-elle, « la plupart d’entre nous choisiraient le T-shirt blanc, parce qu’il va réfléchir la chaleur du soleil sur notre dos ». De même, selon Myers-Smith, « si la glace de mer fond dans l’Arctique, cela enlèvera cette surface blanche de l’océan, et ce qui sera exposé, c’est cette surface océanique plus sombre qui absorbera davantage la chaleur du soleil. »

Ce qui réchauffe les eaux de la région, et potentiellement augmente les températures sur terre également. La glace de mer revient également plus tard en automne parce que les températures mettent plus de temps à baisser, en partie parce que la chaleur piégée dans l’océan gelé met plus de temps à se dissiper. « Même si l’océan va regeler en hiver », explique Myers-Smith, « c’est une couche plus mince qui va potentiellement fondre l’été suivant, plutôt que ce qu’il en était dans le passé, c’est-à-dire cette banquise beaucoup plus grande de glace de mer qui restait tout l’été. »

Ceci concorde avec le deuxième facteur : le changement des courants. Les courants océaniques apportent normalement de l’eau plus chaude du Pacifique, et de l’eau plus froide sort de l’Arctique vers l’Atlantique. Mais ces courants peuvent être en train de changer parce que la fonte des glaces injecte dans l’océan Arctique de l’eau douce, qui est moins dense que l’eau salée et qui flotte donc au-dessus. L’absence de glace expose également les eaux de surface à davantage de vent, ce qui accélère le tourbillon de Beaufort dans l’Arctique, qui piège l’eau qu’il expulse normalement dans l’Atlantique. Cette accélération mélange l’eau douce plus froide en surface et l’eau salée plus chaude en dessous, ce qui augmente les températures de surface et fait fondre davantage la glace.

Les courants océaniques influencent la météo, un troisième facteur. Plus précisément, ils entraînent le puissant courant-jet polaire, qui déplace les masses d’air chaud et froid dans l’hémisphère nord. Ce courant est le produit des différences de température entre l’Arctique et les tropiques. Mais à mesure que l’Arctique se réchauffe, le courant-jet ondule sauvagement du nord au sud. Cela a permis d’injecter de l’air chaud dans l’Arctique en été et de l’air extrêmement froid aux États-Unis en hiver, comme lors du « vortex polaire » de janvier 2019.

« Ce qui se passe en ce moment en Sibérie, c’est ce système de haute pression et cette masse d’air chaud qui sont remontés du sud », explique Myers-Smith. « Et puis, elle est juste en train de se caler là et de rester là. Et nous avons vu ce genre de phénomènes météorologiques plus fréquemment ces dernières années. » Le fait d’avoir cet air chaud suspendu au-dessus de l’Arctique pendant l’été met davantage en péril la glace de mer qui devrait durer toute la saison, ainsi que le sol gelé connu sous le nom de pergélisol (nous y reviendrons dans une seconde).

Ces masses d’air chaud peuvent également arriver en hiver, avec de graves conséquences pour les écosystèmes arctiques. Si toute cette neige au sol commence à fondre, puis gèle à nouveau, elle formera des couches de glace impénétrables. « Il y a eu des dépérissements assez spectaculaires de rennes et de caribous à divers endroits, parce que vous avez ces couches de glace épaisses et qu’ils ne peuvent pas creuser pour atteindre les plantes », explique Myers-Smith.

Et les effets d’entraînement écologiques ne s’arrêtent pas là. La glace de mer a tendance à produire du brouillard car elle refroidit le climat local et crée une variation entre la température de l’air et celle de l’océan. Quand il fait plus frais, les plantes poussent plus lentement. Le brouillard modifie également les conditions d’éclairage : il est plus diffus que la lumière directe du soleil. Si le brouillard est très épais, les plantes ne recevront pas autant de lumière. « Mais si le brouillard est plus léger, il peut en fait aider un peu les plantes, car elles font mieux la photosynthèse lorsqu’elles ont une lumière plus diffuse », explique Mme Myers-Smith. La perte de la glace de mer aura donc des effets d’entraînement sur les terres également, avec des conséquences écologiques que Myers-Smith et ses collègues commencent tout juste à explorer.

Ce qu’ils ont découvert, c’est qu’en effet, l’Arctique reverdit à mesure qu’il se réchauffe. Avoir un nouveau nord verdoyant semble charmant, mais pourrait en fait être un sérieux problème pour la planète. Ce n’est pas tant que des espèces végétales envahissantes s’installent dans l’Arctique, mais que la communauté des espèces indigènes change. Des arbustes plus hauts poussent plus abondamment, par exemple, ce qui permet de retenir davantage de neige contre le sol en hiver afin qu’elle ne soit pas soufflée à travers la toundra. Cette couche isolante peut signifier que le froid ne peut pas pénétrer dans le sol, ce qui peut exacerber le dégel du pergélisol, qui libère des gaz à effet de serre qui réchauffent davantage la planète.

Lorsque ce pergélisol dégèle, il peut modifier la salinité et la chimie générale de l’eau qui circule dans un environnement arctique. « Ces sols nordiques, ils contiennent aussi de vastes réserves de mercure gelé depuis longtemps », explique David Olefeldt, de l’Université de l’Alberta, qui étudie le pergélisol. « Nous ne savons pas vraiment dans quelle mesure le mercure sera mobilisé et pourra se déplacer en aval, où il peut bien sûr passer dans les réseaux alimentaires et les poissons, ce qui influencerait ensuite les communautés autochtones et l’utilisation locale des terres. »

Olefeldt et ses collègues constatent que certains pergélisols dégèlent si rapidement qu’ils s’effondrent et creusent des trous massifs dans le paysage, un phénomène connu sous le nom de thermokarst. « Le pergélisol se transforme en zones humides molles plutôt qu’en sol ferme, ce qui affecte la mobilité des personnes et des animaux qui sont conduits en troupeau », explique Olefeldt. « Dans de grandes parties de l’Arctique, vous avez des troupeaux de caribous ou de rennes, qui seront impactés si le sol perd sa fermeté. »

Voici un autre rebondissement : plus de croissance végétale dans l’Arctique signifie que la végétation séquestre plus de CO2 via la photosynthèse. Mais dans l’ensemble, les scientifiques pensent que cela ne compense pas les effets des gaz à effet de serre libérés lors du dégel du pergélisol. « Oui, il y a plus de carbone dans ces plantes car vous avez plus d’arbustes et plus de croissance et moins de sol nu », explique Myers-Smith. « Mais le dégel du pergélisol et d’autres facteurs nous font également perdre du carbone dans les sols. Et la quantité que nous perdons n’est probablement pas compensée par l’augmentation de la croissance végétale. »

Une autre question que Myers-Smith et ses collègues examinent est ce que ce changement de végétation pourrait signifier pour les espèces animales sauvages. L’orignal et le castor, par exemple, dépendent des arbustes ligneux pour se nourrir – et dans le cas du castor, pour se construire. « Ces deux espèces ont été observées plus fréquemment ces dernières années dans des endroits situés dans la toundra. Elles semblent déplacer leur aire de répartition vers le nord », explique Mme Myers-Smith. « Cela a des répercussions sur les espèces sauvages qui vivent dans les écosystèmes de la toundra. Il y a donc des interactions potentielles intéressantes en jeu. » Par exemple, les castors pourraient entrer en compétition avec les espèces locales pour la nourriture, et modifier le flux d’eau dans ces habitats en construisant des barrages.

En plus de devoir faire face à de nouveaux arrivants, les espèces animales indigènes de l’Arctique ne sont pas équipées pour faire face à une chaleur aussi handicapante. « Le type de températures qu’ils voient en Sibérie en ce moment, jusqu’à 100 degrés Fahrenheit, c’est une température qui stresserait la plupart des animaux de l’Arctique assez sévèrement », dit Myers-Smith.

Au contraire, les plantes de l’Arctique pourraient être mieux équipées pour surmonter la chaleur accablante. Le climat de cette partie de la Sibérie est similaire à celui de certaines régions de l’intérieur de l’Alaska, où les températures glaciales de l’hiver se transforment naturellement en températures plus élevées en été. « C’est assez extrême. Ces températures battent des records, mais elles ne sont pas beaucoup plus élevées que les températures maximales qui auraient probablement été enregistrées à un moment donné dans la région », explique Mme Myers-Smith. En d’autres termes, les plantes sont probablement déjà adaptées à de telles variations dans le nord. Beaucoup d’entre elles sont assez courtes, de sorte qu’elles restent isolées dans le manteau neigeux en hiver, et à l’abri du vent desséchant lorsqu’il fait plus chaud. Les plantes à feuilles caduques de cette région laissent tomber leurs feuilles en hiver pour éviter les dommages, tandis que les plantes à feuilles persistantes utilisent des feuilles coriaces et charnues qui résistent à la fois au froid et à la chaleur.

Mais les plantes ont peu de chance contre une autre conséquence du réchauffement de l’Arctique : les incendies de tourbe. La tourbe est une sorte de sol gluant constitué de couches de matières végétales qui se décomposent lentement. Lorsque la tourbe s’assèche, comme c’est de plus en plus le cas dans le Nord, elle se transforme en combustible riche en carbone. Il suffit d’un seul coup de foudre pour déclencher un brasier fumant, qui pénètre de plus en plus profondément dans les couches de tourbe, se propage lentement dans le paysage et enflamme la végétation au-dessus. Pour chaque hectare de tourbe en feu, 200 tonnes de carbone peuvent être rejetées dans l’atmosphère. (À titre de comparaison, une voiture typique en émet 5 tonnes par an.) Avec le réchauffement rapide de l’Arctique, les orages – qui se forment lorsque de l’air chaud et humide s’élève pour rencontrer de l’air froid au-dessus – se déplacent de plus en plus vers le nord. Cela signifie que la foudre frappe désormais à quelques centaines de kilomètres seulement du pôle Nord.

Bizarre, ces feux de tourbe fumants peuvent passer l’hiver, se transformant en feux « zombies ». « Ils continuent de brûler dans le profil du sol pendant l’hiver, même s’il y a de la neige et d’autres processus hivernaux en cours », explique Wilkinson, le scientifique spécialiste des feux de forêt à l’Université McMaster. Et lorsque la surface du sol s’assèche à nouveau, ils ont la capacité de réapparaître, d’où la définition de « zombie ». Et donc, fondamentalement, vous commencez sur un pied arrière là, parce que vous devrez faire face aux incendies de l’année dernière avant même d’avoir les nouveaux allumages de cette année. »

Et donc, un portrait troublant d’un nouvel Arctique se dessine. Sa glace protectrice recule. Des vagues de chaleur toujours plus violentes assèchent davantage la végétation, ce qui alimente des incendies de forêt plus massifs. Lorsque des feux de tourbe sont allumés par la foudre pendant l’été, ils peuvent survivre sous terre pendant l’hiver et réapparaître l’année suivante. Les espèces animales se déplacent. L’Arctique devient plus vert, ce qui souligne une triste réalité : Les terres nordiques de la Terre subissent des changements massifs.

« C’est vraiment une période sans précédent », dit Wilkinson. « Chaque fois que nous pensons qu’il y a eu un grand événement ou une grande anomalie, il y a généralement quelque chose qui suit et l’éclipse l’année suivante. »

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