Glossaire Permafrost

Définition de " Permafrost "

Permafrost

Le permafrost, ou pergélisol en français, est une couche de sol, de sédiments ou de roche qui reste gelée en permanence pendant au moins deux années consécutives. Présent dans les régions polaires, arctiques, et certaines zones de haute altitude, le permafrost peut se trouver sous des sols organiques, minéraux, ou des formations rocheuses, et il joue un rôle essentiel dans les écosystèmes froids ainsi que dans le cycle global du carbone.

Caractéristiques du permafrost
  • Couche active : La partie supérieure du permafrost, appelée “couche active”, dégèle pendant la saison chaude et regèle en hiver. Elle mesure de quelques centimètres à plusieurs mètres d’épaisseur et est responsable des échanges avec les plantes et les cycles de nutriments.
  • Pergélisol permanent : Sous la couche active se trouve la couche de permafrost proprement dite, gelée en permanence sur des profondeurs qui varient de quelques mètres à plusieurs centaines de mètres dans les régions les plus froides.
  • Teneur en glace : Le permafrost contient souvent de la glace en grande quantité, ce qui influence sa stabilité et sa résistance aux mouvements de terrain. La teneur en glace est essentielle à la cohésion du sol dans ces environnements.

Formation du permafrost

Le permafrost se forme et persiste dans des environnements où les températures restent en dessous de 0 °C toute l’année. Les principales conditions de formation sont :

  • Climat froid : Les températures basses empêchent le sol de se réchauffer suffisamment pour dégeler en profondeur.
  • Accumulation de matière organique : Dans les sols de permafrost, la matière organique s’accumule au fil du temps en raison de la décomposition lente dans le froid. Cette matière organique devient une réserve de carbone gelée.
  • Cycles de gel-dégel : Dans les zones de permafrost discontinu, la répétition annuelle de ces cycles participe à stabiliser le permafrost à long terme.

Types de permafrost

Le permafrost est classé en plusieurs types en fonction de sa répartition géographique et de sa continuité :

  • Permafrost continu : Présent en permanence dans les régions les plus froides (comme le nord de la Sibérie et du Canada), il forme une couche gelée quasi ininterrompue.
  • Permafrost discontinu : Dans des zones un peu moins froides, le permafrost est fragmenté, laissant des poches de sol non gelé entre les couches gelées. Ce type se trouve en périphérie des zones polaires.
  • Permafrost sporadique : Présent dans des zones où seules de petites poches de sol restent gelées en permanence, il se forme sous des conditions très spécifiques.

Rôle écologique et climatique du permafrost

Le permafrost est essentiel à la fois pour les écosystèmes locaux et pour le climat global, notamment en raison de sa teneur en matière organique gelée.

  • Réservoir de carbone : Le permafrost contient une immense quantité de carbone sous forme de matière organique, accumulée sur des millénaires et gelée dans le sol. Si ce sol dégèle, cette matière organique peut se décomposer, libérant du dioxyde de carbone (CO₂) et du méthane (CH₄), deux gaz à effet de serre qui contribuent au réchauffement climatique.
  • Influence sur les écosystèmes polaires : Le permafrost soutient la végétation de toundra, et sa couche active saisonnière fournit de l’eau et des nutriments pour les plantes adaptées au froid. La fonte de cette couche peut changer la composition des écosystèmes arctiques, affectant les espèces locales.
  • Régulation hydrologique : En raison de sa nature imperméable, le permafrost empêche le drainage de l’eau en profondeur, créant des marais et des lacs dans les régions polaires. Sa fonte perturbe ces régulations, modifiant le cycle de l’eau dans ces environnements.

Impacts du réchauffement climatique sur le permafrost

Le réchauffement climatique a des conséquences directes et majeures sur le permafrost, avec des effets en chaîne pour l’environnement :

  • Fonte du permafrost : La hausse des températures entraîne le dégel progressif de la couche active, mais aussi des couches plus profondes, ce qui provoque des affaissements et des glissements de terrain.
  • Libération de gaz à effet de serre : En fondant, le permafrost libère du CO₂ et du CH₄, exacerbant le réchauffement climatique dans un cercle de rétroaction positive, car la décomposition de la matière organique gelée émet ces gaz.
  • Déstabilisation des infrastructures : Dans les régions arctiques habitées, comme en Russie, en Alaska, et au Canada, la fonte du permafrost compromet la stabilité des routes, des bâtiments, et des pipelines. Ces structures reposent souvent sur un sol gelé, et leur affaissement entraîne des dommages structurels importants.

Surveillance et recherche sur le permafrost

Les scientifiques surveillent activement l’évolution du permafrost pour mieux comprendre son rôle dans le cycle du carbone et pour anticiper les impacts du réchauffement climatique. Les techniques incluent :

  • Stations de mesure et forages : Des sites de forage permettent de surveiller la température en profondeur et d’étudier la composition du permafrost.
  • Imagerie satellite et drones : Utilisés pour cartographier la fonte du permafrost et identifier les zones de dégel rapide.
  • Modélisation climatique : Pour évaluer les impacts futurs du dégel du permafrost sur le climat global et prédire les émissions de gaz à effet de serre.

Le permafrost est un élément essentiel et fragile des environnements polaires, jouant un rôle majeur dans la régulation climatique. Sa fonte, liée au réchauffement climatique, présente des risques considérables pour les écosystèmes, le climat, et les infrastructures dans les régions arctiques.

Voir aussi : Pergélisol Cryoturbation Cryosol

Mission relative au mot : Permafrost