Les données collectées en vol relient les panaches de méthane aux incendies de toundra dans l’ouest de l’Alaska

Dans le plus grand delta fluvial d’Alaska, la toundra qui a été ravagée par un incendie de forêt, émet toujours plus de méthane que le reste du paysage longtemps après la disparition des flammes, ont découvert des scientifiques. Ce puissant gaz à effet de serre peut provenir de la décomposition du carbone stocké dans le pergélisol pendant des milliers d’années. Sa libération pourrait accélérer le réchauffement climatique et entraîner des incendies de forêt plus fréquents dans la toundra, où les incendies ont été historiquement rares.

La nouvelle étude, publiée dans Lettres de recherche environnementalea été menée par une équipe de scientifiques travaillant dans le cadre de l’expérience de vulnérabilité arctique-boréale (ABoVE) de la NASA, une étude à grande échelle des changements environnementaux en Alaska et dans l’ouest du Canada.

Les chercheurs ont découvert que les points chauds de méthane étaient environ 29 % plus susceptibles de se produire dans la toundra qui avait été brûlée par un incendie de forêt au cours des 50 dernières années, par rapport aux zones non brûlées. La corrélation a presque triplé dans les zones où un incendie a brûlé jusqu’au bord d’un lac, d’un ruisseau ou d’un autre plan d’eau stagnant. Le ratio le plus élevé de points chauds s’est produit dans les zones humides récemment brûlées.

Les chercheurs ont observé pour la première fois les points chauds du méthane à l’aide du spectromètre d’imagerie aéroporté visible/infrarouge de nouvelle génération (AVIRIS-NG) de la NASA en 2017. Monté sur le ventre d’un avion de recherche, l’instrument dispose d’un capteur optique qui enregistre l’interaction de la lumière du soleil avec les molécules. près de la surface terrestre et dans l’air, et il a été utilisé pour mesurer et surveiller les dangers allant des déversements de pétrole aux maladies des cultures.

Environ 2 millions de points chauds, définis comme des zones présentant un excès de 3 000 parties par million de méthane entre l’avion et le sol, ont été détectés sur quelque 11 583 milles carrés (30 000 kilomètres carrés) du paysage arctique. À l’échelle régionale, le nombre de détections de points chauds dans le delta Yukon-Kuskokwim était anormalement élevé lors des enquêtes de 2018, mais les scientifiques ne savaient pas ce qui était à l’origine de leur formation.

Glace et feu

Pour aider à combler cette lacune, Elizabeth Yoseph, alors stagiaire dans la campagne ABoVE, s’est concentrée sur une région active en méthane située dans une zone humide et tourbeuse du massif delta. Yoseph et l’équipe ont utilisé les données d’AVIRIS-NG pour identifier les points chauds sur plus de 687 miles carrés (1 780 kilomètres carrés), puis ont superposé leurs découvertes sur des cartes historiques des incendies de forêt.

“Ce que nous avons découvert est une relation très claire et forte entre l’historique des incendies et la répartition des points chauds de méthane”, a déclaré Yoseph, auteur principal de la nouvelle étude.

Le lien vient de ce qui se produit lorsque le feu brûle le sol gelé riche en carbone – le pergélisol – qui se trouve sous la toundra. Le pergélisol séquestre le carbone de l’atmosphère et peut le stocker pendant des dizaines de milliers d’années. Mais lorsqu’il dégèle et se décompose dans les zones humides, des microbes florissants se nourrissent de ce vieux carbone et le transforment en méthane. Les sols saturés autour des lacs et des zones humides constituent des réserves de carbone particulièrement riches car ils contiennent de grandes quantités de végétation et de matière animale mortes.

“Lorsqu’un incendie brûle le pergélisol, des changements catastrophiques se produisent à la surface du sol, différents d’un incendie brûlant ici en Californie, par exemple”, a déclaré Clayton Elder, co-auteur et scientifique au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud, qui a développé AVIRIS-NG. “Cela transforme quelque chose qui était gelé en dégelant, et cela a un impact en cascade sur cet écosystème longtemps après l’incendie.”

Risque rare mais croissant

En raison de la fraîcheur des marais, des arbustes bas et des herbes, les incendies de forêt dans la toundra sont relativement rares par rapport à ceux d’autres environnements, tels que les forêts à feuilles persistantes. Cependant, selon certaines projections, le risque d’incendie dans le delta Yukon-Kuskokwim pourrait quadrupler d’ici la fin du siècle en raison du réchauffement et de l’augmentation des orages, principale cause des incendies de toundra. Deux des plus grands incendies de toundra jamais enregistrés en Alaska se sont produits en 2022, brûlant plus de 380 milles carrés (100 000 hectares) de paysages principalement de toundra.

Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre comment une augmentation future des incendies aux hautes latitudes pourrait avoir un impact sur le climat mondial. Le pergélisol arctique contient environ 1 700 milliards de tonnes de carbone, soit environ 51 fois la quantité de carbone rejetée par la planète sous forme d’émissions de combustibles fossiles en 2019.

Tout ce carbone stocké signifie également que l’intensité carbone des émissions du feu provenant de la toundra en feu est extrêmement élevée, a déclaré la co-auteure Elizabeth Hoy, chercheuse sur les incendies au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland.

“Les incendies de toundra se produisent dans des zones éloignées et difficiles d’accès, et souvent sous-étudiées”, a-t-elle noté. “L’utilisation des satellites et de la télédétection aéroportée est un moyen très puissant de mieux comprendre ces phénomènes.”

Les scientifiques espèrent continuer à explorer les points chauds du méthane présents dans toute l’Alaska. Des enquêtes au sol sont nécessaires pour mieux comprendre les liens entre le feu, la glace et les émissions de gaz à effet de serre aux portes de l’Arctique.