Une récente étude a révélé que la toundra est devenue plus verte dans les trente dernières années en raison de la hausse des températures de l’air et du sol. Photo d’un renne dans la toundra de l’Arctique finlandais. (Photo : Logan Berner/Northern Arizona University)

Le réchauffement climatique rend l'Arctique plus vert

Alors que les températures atmosphériques augmentent, l’Arctique est en première ligne des changements climatiques. 

La preuve en est que, le 15 septembre 2020, la glace marine arctique a atteint son second niveau le plus bas en plus de 40 ans d’observations. Ce changement est principalement dû au réchauffement climatique, expliquent les chercheurs. 

Outre la fonte des glaces, la hausse des températures a aussi des effets sur le paysage des régions nordiques, notamment sur la toundra. 

À l’aide de satellites, une équipe internationale de chercheurs venant des États-Unis, du Canada, du Royaume-Uni et de la Finlande a observé pendant une trentaine d’années l’évolution de ces régions froides et venteuses où seules de la verdure et des fleurs font leur apparition en été.

La toundra désigne l'un des quatorze grands biomes terrestres. Celle de la zone arctique est caractérisée par des associations végétales de mousses, de lichens et de grands tapis de fleurs en été, comme l’illustre cette photo prise dans l’Arctique russe. (Photo : Logan Berner/Northern Arizona University)

Leur étude publiée mardi (article en anglais) dans Nature Communications a révélé que la région est devenue plus verte en raison de la hausse des températures de l’air et du sol, ce qui favorise la croissance des plantes. 

« La toundra arctique est l’un des biomes les plus froids de la planète, et c’est aussi l’un de ceux qui se réchauffent le plus rapidement », explique dans un communiqué Logan Berner, un écologiste spécialiste du changement climatique de l’Université du nord de l’Arizona à Flagstaff, qui a dirigé les récentes recherches.

« Ce verdissement de l’Arctique que nous observons est en fait un indicateur du changement climatique mondial – c’est une réponse à l’échelle de la biomasse à la hausse des températures de l’air. »

Logan Berner, écologiste spécialiste du changement climatique de l’Université du nord de l’Arizona à Flagstaff

L’équipe de scientifiques a mesuré les variations de la végétation dans l’ensemble de la toundra arctique, de l’Alaska et du Canada à la Sibérie en incluant le nord des pays scandinaves et le Groenland. Il s’agit d’une première pour une étude d’une telle envergure, selon le communiqué de presse. 

Utiliser des satellites de la NASA pour observer l’évolution de la toundra

Afin de réaliser cette étude, Logan Berner et son équipe se sont basés sur les données satellites de Landsat, une mission conjointe de la NASA et de l’USGS (U.S. Geological Survey).

Avant de pouvoir utiliser les satellites Landsat, les chercheurs avaient accès à des images à la résolution spatiale très importante, à hauteur de 8 kilomètres sur 8 kilomètres. 

« Il y a donc beaucoup de changements potentiels dans le paysage qui ne sont pas pris en compte par ces résolutions de base », explique Logan Berner lors d’un appel téléphonique avec Regard sur l’Arctique

« Landsat a un pixel de résolution de 30 mètres sur 30 mètres qui nous permet d’observer le paysage de beaucoup plus près pour mieux comprendre comment la toundra arctique change. »

Logan Berner

Exemple de verdissement de la toundra arctique entre le 27 août 1999 et le 23 juillet 2013 en Sibérie, au niveau du cratère Batagaika. (Photos : Jesse Allen / U.S. Geological Survey/ NASA)

Définir « Verdissement »

Selon Logan Berner, le verdissement correspond à deux phénomènes : 

  • La prolifération de la végétation dans des zones où il n’y en avait pas auparavant;
  • Des zones de végétation préexistantes qui poussent davantage.

Définir l’« assombrissement » ou la diminution de la végétation

L’assombrissement se traduit par divers événements qui diminuent la végétation, tels que : 

  • Le développement industriel dans l’Arctique (usines, routes, exploitations minières, etc.);
  • Des événements hivernaux extrêmes qui nuisent à la repousse de la végétation, comme un changement soudain de température par exemple;
  • Le réchauffement de la température;
  • De récents incendies;
  • Une augmentation des températures peut créer une sécheresse pour la végétation.

Les résultats obtenus révèlent que les zones observées sont devenues environ 37 % plus vertes entre 1985 et 2016 et qu’à l’inverse, environ 5 % reflétaient une diminution de la végétation.

Pour inclure les sites d’Eurasie orientale, les chercheurs ont comparé les données à partir de 2000, lorsque les satellites Landsat ont commencé à collecter régulièrement des images de ces régions. Avec cette vue d’ensemble, 22 % des sites sont devenus plus verts entre 2000 et 2016, tandis que 4 % sont devenus plus sombres.

« Si on prend toutes ces données Landsat et qu’on en en fait la moyenne pour l’ensemble de l’Arctique, explique L. Berner, on constate une augmentation systématique […] de la croissance des plantes au cours des dernières décennies, ce qui indique que le verdissement systématique de l’Arctique est fortement lié à l’augmentation des températures atmosphériques. » 

Cette étude est la première à mesurer les changements de la végétation dans la toundra arctique, de l'Alaska et du Canada à la Sibérie, en utilisant les données satellite de Landsat, une mission conjointe de la NASA et de l'U.S. Geological Survey. (Photo : Logan Berner/Northern Arizona University)

Lorsque la toundra arctique verdit, subissant une croissance végétale accrue, elle peut avoir un impact sur les espèces sauvages, notamment les rennes et les caribous. (Photo : Logan Berner/Northern Arizona University)

Des impacts sur la faune et les populations locales

Dans leurs études, les chercheurs ont trouvé une réelle corrélation entre ce  verdissement, la faune et la population locale dans les zones concernées. 

En Alaska, par exemple, on a remarqué une augmentation de la population d’orignaux hors de la forêt boréale, en direction du nord.

Les animaux sont notamment attirés par certaines plantes qui n’étaient pas présentes dans cette zone auparavant. Pour les orignaux, cette végétation est attrayante pour se nourrir, mais aussi pour s’abriter des prédateurs. 

Le même phénomène semble toucher les castors en Alaska et au Canada. Ces derniers ont tendance à aller plus au nord pour la végétation qui s’y développe. 

Toutefois, le verdissement de la toundra a aussi des conséquences plus négatives pour certaines populations animales. 

Ainsi, le lichen qui constitue une source d’alimentation primordiale pour les rennes et les caribous vient à se faire remplacer par de nouvelles plantes dans certaines zones. 

Ces espèces animales se retrouvent donc en difficulté pour trouver leur alimentation principale. 

« Le fait que le verdissement de l’Arctique soit bon ou mauvais pour la faune dépend vraiment des espèces sauvages auxquelles vous faites allusion. »Logan Berner

Avec le verdissement de la toundra, les orignaux sont attirés plus au nord par cette nouvelle végétation qui leur offre nourriture et abris. Photo d’un petit orignal prise en Alaska. (Photo : Logan Berner/Northern Arizona University)

À l’inverse, les rennes qui se nourrissent principalement de lichen, une plante spécifique à la toundra, ont plus de difficultés à s’alimenter avec le verdissement croissant de l’Arctique. Photo prise dans l’Arctique finlandais. (Photo : Logan Berner/Northern Arizona University)

Ces conséquences négatives sur la faune arctique se répercutent par la suite sur les populations locales qui vivent de ces espèces. C’est le cas des Autochtones d’Amérique du Nord qui utilisent beaucoup les rennes par exemple.

La croissance exponentielle de certaines plantes vient aussi interférer sur les déplacements entre les villes et villages arctiques. 

De nouvelles espèces d’arbustes par exemple, plus denses que le lichen que l’on trouve habituellement dans la toundra, rendent plus difficiles les trajets à pied ou même en motoneige.  

Ces arbustes sont aussi de nouvelles cachettes pour de grands prédateurs tels que des ours, ce qui crée de nouveaux dangers pour les populations locales se déplaçant dans la toundra. 

Un autre aspect abordé par les chercheurs dans leur étude est un possible impact sur le régime alimentaire des populations vivant dans l’Arctique. 

Avec les espèces animales migrant plus au nord comme les caribous par exemple, certaines populations se tournent vers d’autres sources d’alimentation telles que la pêche. 

Les Inuit se nourrissent traditionnellement de mammifères marins qui peuvent contenir beaucoup de contaminants, comme le plomb et le mercure. (Photo : Laurence Niosi/Radio-Canada)

« La modification des sources d’alimentation s’accompagne également d’une exposition différente aux contaminants environnementaux. »Logan Berner

Dr Berner prend l’exemple des mammifères marins qui peuvent contenir de forts taux de mercure. De nouvelles recherches ont d’ailleurs été lancées au Québec pour étudier les contaminants comme le plomb et le mercure qui sont présents dans la nourriture prisée des Premières Nations, et en particulier des Inuit dans le Nord canadien. 

Avec le verdissement de l’Arctique, les nouvelles plantes qui apparaissent aspirent plus de dioxyde de carbone, réduisant ainsi les émissions dans l’atmosphère. Photo de la toundra arctique prise en Russie. (Photo : Logan Berner/Northern Arizona University)

Le rôle ambivalent du verdissement sur le réchauffement climatique

Une grande partie des sols arctiques est sous forme de pergélisol, soit un sol qui reste gelé pendant au moins deux ans d’affilée. Certains de ces sols sont gelés depuis des millénaires. 

Avec le réchauffement climatique, ces sols tendent à fondre et à libérer des gaz tels que le méthane. Le méthane est un gaz à effet de serre particulièrement dangereux, avec une capacité de réchauffement de la planète nettement supérieure à celle du dioxyde de carbone, selon la NASA.

Cette recherche s’inscrit d’ailleurs dans le cadre de la campagne ABoVE (Arctic Boreal Vulnerability Experiment) de la NASA, qui vise à mieux comprendre comment les écosystèmes réagissent dans ces environnements en réchauffement et les implications sociales plus larges.

Cette campagne a déjà mis en lumière l’apparition de millions de zones d’émissions de méthane en survolant l’Arctique.

Huit avions répartis entre Fairbanks, en Alaska, et Yellowknife, dans le nord-ouest du Canada, ont été utilisés pour analyser les émissions de méthane en Arctique dans le cadre de la campagne ABoVE. L’image montre un lac thermokarstique en Alaska. Les lacs thermokarstiques se forment dans l’Arctique lorsque le pergélisol dégèle. (Photo : JPL-Caltech/NASA)

Pour ce qui est du phénomène de verdissement, les chercheurs ont découvert qu’il a un double effet sur le pergélisol et le réchauffement climatique.

D’une part, les nouvelles plantes qui apparaissent aspirent plus de dioxyde de carbone, réduisant ainsi les émissions dans l’atmosphère. 

D’autre part, la croissance exponentielle de cette végétation crée des zones plus sombres qui, à leur tour, attirent les rayons du soleil et les concentrent au lieu de les renvoyer, comme le fait la neige, par exemple. 

Cette concentration fait augmenter la température atmosphérique, mais aussi la température des sols, faisant ainsi fondre le pergélisol. 

L’étude réalisée par le Dr Berner et son équipe conclut même que l’effet de réchauffement prend le dessus sur l’absorption des gaz à effet de serre par les plantes. 

En plus des données satellites, les chercheurs se sont aussi rendus sur le terrain afin de prendre des mesures complémentaires. Photos prises en Russie illustrant le travail de chercheurs sur le terrain. (Photos : Logan Berner/Northern Arizona University)

Toutefois, Logan Berner nuance cette conclusion par un autre effet du verdissement. Les fines couches de végétation qui n’étaient pas présentes auparavant viennent créer une zone d’ombre protégeant le pergélisol d’une exposition directe au soleil. 

À cela s’ajoute le fait que ces nouvelles plantes retiennent la neige et créent une couche plus froide. Sans plantes, la neige est balayée par le vent, et le pergélisol reste exposé aux rayons solaires. 

« L’effet climatique réel du verdissement de l’Arctique est quelque chose que nous ne connaissons pas précisément pour le moment, mais nous savons que le verdissement peut accélérer le changement climatique, mais aussi le ralentir. »Logan Berner

Lorsque l’on demande au Dr Berner à quoi ressemblera la toundra arctique dans le futur, ce dernier imagine un accroissement de ce phénomène de verdissement. 

Le paysage pourrait radicalement changer avec de plus en plus d’arbustes et des plantes de plus en plus hautes dans le sud. On peut même envisager une avancée vers le nord des forêts et de la ligne de grands arbres. 

Toutefois, le chercheur pense que les changements dans le Haut-Arctique seront beaucoup plus lents, autant pour la végétation que pour le réchauffement des sols, car cette zone reçoit très peu de lumière tout au long de l’année. 

Pour le Dr Berner, la toundra arctique pourrait, à l’avenir, radicalement changer avec de plus en plus d’arbustes et une avancée vers le nord des forêts et de la ligne des grands arbres. Photo prise en Alaska. (Photos : Logan Berner/Northern Arizona University)

Malgré que l'étude se soit conclue en 2016, Dr Berner et certains de ses collègues continuent de documenter le verdissement de l’Arctique chaque année dans le NOAA Arctic Report Card (article en anglais). 

Ainsi, leur dernier rapport de 2019 avance que le verdissement a continué en 2018, mais de manière différenciée selon les continents. On a observé une diminution importante de ce phénomène en Amérique du Nord contre une légère accentuation en Asie.

En Amérique du Nord, la productivité de la toundra pendant toute la saison de croissance a été la deuxième plus faible jamais enregistrée, parallèlement à des températures relativement fraîches au printemps et en été, et à une fonte des neiges tardive dans l'archipel canadien et au Groenland.

 

Remerciements à Logan Berner pour avoir fourni les photos.

À propos

Né dans le sud de la France d'une mère anglaise et d'un père français, Mathiew Leiser a parcouru le monde dès son plus jeune âge. Après des études de journalisme international à Londres, il a rapidement acquis différentes compétences journalistiques en travaillant comme journaliste indépendant dans divers médias. De la BBC à l'Agence France Presse en passant par l'agence d'UGC Newsflare, Mathiew a acquis de l'expérience dans différents domaines du journalisme. En 2019, il décide de s'installer à Montréal pour affronter les hivers rigoureux et profiter des beaux étés mais surtout développer son journalisme. Il a rapidement intégré Radio Canada International où il s'efforce de donner le meilleur de lui-même au sein des différentes équipes.

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