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L'Arctique absorbe moins de CO2 qu'on croyait

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Des chercheurs recueillent des échantillons de glace dans la baie de Beaufort. À l’arrièreplan, l’Amundsen. (Photo: Dan Nguyen)Faudra-t-il de nouveau revoir les modèles du réchauffement climatique? C'est ce qui risque de s'imposer à la suite des nouvelles données obtenues par des chercheurs de l'Université de Montréal dans la mer de Beaufort.

Une étude réalisée par Dan Nguyen, doctorant au Département de sciences biologiques de l'Université de Montréal sous la direction de Roxane Maranger, montre que les modèles du cycle du carbone et du gaz carbonique (CO2) ont sous-estimé le rôle des bactéries présentes dans les glaces de mer.

Entre novembre 2007 et juin 2008, les deux chercheurs ont passé respectivement 3 et 12 semaines à bord du brise-glace canadien Amundsen, spécialement équipé pour étudier les processus biologiques à l'œuvre dans les glaces et les eaux de l'Arctique canadien. Leurs travaux faisaient partie du projet international Circumpolar Flaw Lead System Study, lancé à l'occasion de l'Année polaire internationale.

Captation et émission de CO2

La présence de larges colonies de bactéries dans les glaces de mer était connue, mais leur rôle dans le cycle du carbone et du CO2 n'avait jamais été étudié. Des travaux réalisés en 2004 dans la mer de Beaufort ont montré que du CO2 se dégageait des glaces de l'Arctique sans que ce phénomène reçoive d'explication satisfaisante. La recherche de Dan Nguyen et Roxane Maranger est la première à avoir analysé de façon approfondie ce processus.

«Avant notre étude, on croyait que le CO2 qui se dégageait des glaces provenait de l'eau sous la glace ou était le résultat de phénomènes physiques, mais nous avons montré qu'il provient en grande partie de la respiration des bactéries présentes dans la glace», affirme Roxane Maranger.

Ce gaz carbonique passe par un cycle complexe et ne peut pas être simplement additionné à la quantité totale de CO2, puisque le phytoplancton en transforme une partie par la photosynthèse. L'étude a toutefois montré que le cycle d'émission et de captation varie considérablement selon les saisons.

«Au printemps, la production d'algues augmente et la captation de CO2 est plus importante que la quantité de gaz carbonique émise par les bactéries, explique Roxane Maranger. Cette transformation du CO2 en sucre est une bonne chose et constitue un puits de carbone, puisque ce carbone sera utilisé par les autres organismes et finira par être sédimenté dans les profondeurs de l'océan. Mais à la fin de cette période d'éclosion de la biomasse, les émissions de CO2 dépassent la captation.»

Le bilan global serait toutefois négatif pour les émissions de CO2, ce qui veut dire que les microorganismes présents dans la glace emmagasinent plus de gaz carbonique qu'ils en émettent.

Dan Nguyen en train de mesurer le CO2 à l’interface des glaces et des eaux de surface. (Photo: E. Shadwick)La situation est cependant inverse pour ce qui concerne les eaux de surface. L'étude montre que l'émission est plus grande que la captation dans cet environnement et que la différence est très importante. Selon la chercheuse, l'Arctique absorberait ainsi moins de CO2 qu'on croyait.

«L'un des principaux apports de cette recherche est d'avoir montré que la respiration bactérienne se poursuit durant l'hiver, même à des températures de -2 °C, alors qu'on pensait que les bactéries étaient en dormance ou très peu actives à cette température, affirme Dan Nguyen. Les travaux précédents ont donc sous-estimé leur contribution aux flux de CO2 et leur grande capacité d'adaptation au milieu polaire.»

Mauvaises nouvelles pour l'Arctique

Dan Nguyen ne peut toutefois dire si ces nouvelles données signifient que le réchauffement planétaire sera plus rapide ou plus important que prévu. «Ce qu'on sait, c'est qu'il risque d'y avoir encore plus de respiration bactérienne si l'eau se réchauffe», dit-il.

Et si l'air et l'eau se réchauffent, il y aura évidemment moins de glace. La calotte polaire était en diminution constante depuis une vingtaine d'années et le phénomène s'est dramatiquement aggravé en 2007. «Ce qu'il reste de la banquise est très mince et sa fonte est beaucoup plus rapide que ce que prédisaient les modèles antérieurs, souligne Roxane Maranger. Il est difficile de ne pas être pessimiste pour la banquise de l'Arctique.» Lors de leur séjour en 2008, les glaces avaient fondu un mois plus tôt que d'habitude.

Mieux qu'une croisière

Une telle expédition n'a rien d'une croisière, mais «l'expérience n'a pas de prix» aux yeux de Dan Nguyen. «En mars, il n'y avait que quelques heures de clarté par jour, mais la longue nuit était souvent compensée par de magnifiques aurores boréales. Et en mai, nous avions le soleil de minuit!»

Sans compter la faune, tels les phoques, les renards blancs, les harfangs et les ours polaires, qui montraient un intérêt marqué pour les travaux de recherche.

Avec le refroidissement éolien, la température ressentie équivalait parfois à -65 °C. Tout un contraste avec la vague de chaleur que les chercheurs ont connue en juin à leur retour à Inuvik, dans les Territoires du Nord-Ouest, où la température a atteint 30 °C. Peut-être est-ce là un autre indice que le réchauffement touche plus durement la région arctique.

Les premiers résultats de ces travaux ont été publiés dans l'édition de décembre 2011 de la revue Polar Biology et la suite paraitra prochainement dans le Journal of Geophysical Research-Oceans.

Daniel Baril

 

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