Le dégel du pergélisol pourrait libérer des contaminants dans les eaux souterraines
Tous les éléments sont réunis pour une accélération de déversements de contaminants dans les eaux souterraines du Grand Arctique si les températures mondiales augmentent, conclut une étude de l’Université McGill.
Publiée en août dans le journal Hydrological Processes, l’étude se concentre sur une ancienne station de la ligne de radars avancée DEW sur l’île Brevort, au Nunavut. Le réseau DEW a été mis sur pied pendant la guerre froide, conjointement avec les États-Unis, pour protéger les deux pays de la menace russe.
L’objectif est d’étudier l’effet du gel et du dégel du pergélisol dans un contexte de réchauffement climatique sur l’écoulement des eaux souterraines qui pourraient avoir lieu tout au long de l’année et transporter des contaminants qui sont normalement gelés jusque dans des lacs, par exemple.
En effet, les sites de ces anciennes stations sont encore contaminés, explique Jeffrey McKenzie, un des auteurs de la recherche et professeur au Département des sciences de la terre de l’Université McGill.
Celle de l’île Brevort est l’une des 21 stations de l’époque au Canada qui est toujours contaminée par des déchets industriels.
Il y a une très forte densité de ces sites dans le Nord, soutient Jeffrey McKenzie. On estime qu’il y a entre 13 000 et 20 000 sites contaminés dans l’Arctique, associés à des activités industrielles, rappellent les auteurs, dont plus de 2500 au Canada.
Différents scénarios de changements climatiques
Pour parvenir à leurs conclusions, les chercheurs ont utilisé un nouveau modèle complexe pour simuler différents scénarios, explique Jeffrey McKenzie.
Se basant sur les projections du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), les auteurs ont modélisé quatre scénarios : de base, à court, à moyen et à long terme jusqu’à l’année 2100.
L’équipe a utilisé un modèle numérique unique qui simule à la fois l’écoulement des eaux souterraines et les processus de gel-dégel, en plus d’employer plusieurs paramètres modulables.
Des hivers plus chauds et plus humides
Le réchauffement climatique dans le Grand Nord ne signifie pas seulement que les hivers sont moins froids. Ils pourraient être aussi plus courts et plus humides.
L’étude a révélé que la combinaison de ces deux facteurs, soit une chaleur et une humidité accrues, multiplierait la quantité d’eau qui pourrait circuler sous la terre.
L’effet combiné est beaucoup plus important que la simple addition des deux, explique Jeffrey McKenzie.
L’augmentation du débit des eaux souterraines contribue à un dégel accru, créant une boucle de rétroaction facilitant le transport de polluants.
Quand le tout est gelé, c’est un peu loin des yeux, loin du cœur, dit Jeffrey McKenzie. Mais ensuite, quand vient le dégel, disons, une petite partie commence à s’infiltrer dans un ruisseau ou une rivière, par exemple, et cela pourrait potentiellement atteindre l’approvisionnement en eau, affirme le chercheur, ce qui l’inquiète.
Le modèle montre qu’il existe un seuil critique pouvant être atteint dans 60 à 70 ans, moment auquel le sous-sol serait suffisamment chaud et humide pour que de l’eau s’écoule en continu tout au long de l’année.
À la fin du siècle, on pourrait voir un flot continu d’eau et, donc, potentiellement de transport de contaminants tout au long de l’année, dit Jeffrey McKenzie.
Le professeur titulaire au Département de géologie et de génie géologique à l’Université Laval, Jean-Michel Lemieux, qui n’a pas participé à la recherche, estime que l’étude démontre bien le problème entourant des périodes de dégel du pergélisol plus longues.
C’est sûr que, plus la période où le sol est dégelé et plus la profondeur de dégel sont importantes, plus ça permet à l’eau de s’écouler, donc un plus grand potentiel de transport des contaminants.
Grâce à la recherche, des personnes qui voudraient étudier la quantité de contaminants pouvant se trouver égrenés sur le passage ont maintenant une base sur laquelle travailler.
La prochaine étape pour les chercheurs de l’Université McGill est de déterminer de quelle façon les contaminants se propagent dans les eaux souterraines, ce qui demande une modélisation encore plus complexe, explique Jeffrey McKenzie.
Utilisation d’un modèle « sophistiqué »
Selon le professeur de l’Université Laval, cette étude apporte un éclairage concret sur les impacts du réchauffement climatique et la réaction du pergélisol à divers degrés de réchauffement.
L’effet des changements climatiques sur le pergélisol et la présence d’eau souterraine qui sera accrue est une idée bien connue, mais ce qui a été étudié de manière spécifique, c’est de quantifier cet effet, précise-t-il.
Michel Lemieux estime que les chercheurs ont eu recours à des modèles « assez sophistiqués », ce qui constitue une contribution importante dans ce domaine de la recherche.
Jeffrey McKenzie souligne que la recherche des eaux souterraines en Arctique n’est pas assez avancée parce que cela coûte très cher de se rendre sur place et qu’il existe plusieurs défis logistiques.
Les coûts pour caractériser la contamination sont tout simplement astronomiques, poursuit-il.
Pour les prochaines études, Jeffrey McKenzie reconnaît que ses équipes redoubleront d’efforts pour inclure des représentants inuit et des populations locales dans l’élaboration de la recherche.
J’ai beaucoup travaillé au Yukon avec les Premières Nations pour développer ce genre de projet et pour m’attaquer à des problèmes qu’ils ont soulevés, explique-t-il. C’est la prochaine étape pour notre travail au Nunavut en ce qui concerne les eaux souterraines.
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