Les rivières arctiques sont confrontées à de grands changements avec le réchauffement climatique, le dégel du pergélisol et l'accélération du cycle de l'eau ; les effets auront des conséquences mondiales.

À mesure que l’Arctique se réchauffe, ses puissants fleuves évoluent d’une manière qui pourrait avoir de vastes conséquences, non seulement pour la région arctique mais aussi pour le monde entier.

Les rivières représentent la branche terrestre du cycle hydrologique de la Terre.Lorsque la pluie et la neige tombent, les rivières transportent le ruissellement d’eau douce ainsi que les matières organiques et particulaires dissoutes, notamment le carbone, vers les zones côtières.L'Arctique se réchauffant désormais presque quatre fois plus rapide que le reste du monde, la région il y a plus de précipitations et le pergélisol fond, ce qui entraîne un débit fluvial plus fort.

Nous sommes des climatologues qui étudions l’impact du réchauffement sur le cycle de l’eau et les écosystèmes. Dans une nouvelle étude À l’aide de données historiques et de modèles informatiques sophistiqués du climat et de l’hydrologie de la Terre, nous avons exploré la manière dont le changement climatique modifie les rivières de l’Arctique.

Nous avons constaté que le dégel du pergélisol et l’intensification des tempêtes modifieront la façon dont l’eau entre et traverse les rivières arctiques.Ces changements affecteront les régions côtières, l’océan Arctique et potentiellement l’Atlantique Nord, ainsi que le climat.

Dégel du pergélisol :De grands changements dans les sols arctiques

Le dégel du pergélisol est l’un des changements les plus importants que connaît l’Arctique à mesure que les températures augmentent.

Le pergélisol est un sol qui a été congelé pendant au moins deux ans et souvent pendant des millénaires.Il couvre environ 8,8 millions de miles carrés (environ 22,8 millions de kilomètres carrés) dans l’hémisphère nord de la Terre, mais cette superficie diminue à mesure que le pergélisol fond.

Historiquement, la majeure partie de l’eau se déversant dans les rivières arctiques s’écoule au printemps sur les sols gelés du pergélisol.Les scientifiques appellent cela le « ruissellement terrestre ».

Cependant, nos résultats suggèrent qu’à mesure que le réchauffement se poursuit, une fraction croissante du débit annuel des rivières proviendra du sous-sol, à travers les sols dégelés du pergélisol en dégradation.À mesure que le débit global augmente avec l’augmentation des précipitations, jusqu’à 30 % supplémentaires pourraient se déplacer sous terre d’ici la fin de ce siècle, à mesure que les voies souterraines se développent.

Lorsque l’eau traverse le sol, elle absorbe différents produits chimiques et métaux.En conséquence, l’eau déversée dans les rivières aura probablement un caractère chimique différent.Par exemple, il peut contenir davantage de nutriments et de carbone dissous qui peuvent affecter les zones côtières et le climat mondial.Le sort de ce carbone mobilisé est un domaine d’étude actif.

Une plus grande quantité de carbone dans l’eau des rivières pourrait finir par être « dégazée » lorsqu’elle atteint les eaux côtières calmes, augmentant ainsi la quantité de dioxyde de carbone rejetée dans l’atmosphère, ce qui entraînerait encore plus de pollution. réchauffement climatique.Le dégel révèle également d'autres mauvaises surprises, comme le émergence de virus congelés depuis longtemps.

Plus de pluie et de neige, plus de ruissellement

Le cycle de l’eau de l’Arctique s’accélère également à mesure que les températures augmentent, ce qui se traduit par une augmentation des précipitations, de l’évaporation, de la transpiration des plantes et du débit des rivières.Cela est principalement dû à la capacité inhérente d’une atmosphère plus chaude à retenir plus d’humidité.C'est la même raison pour laquelle de plus grosses tempêtes de neige se produisent à mesure que le climat se réchauffe.

Notre étude a révélé que la majeure partie des précipitations supplémentaires se produiront dans les régions les plus septentrionales du bassin arctique.À mesure que la glace de mer disparaît en raison du réchauffement climatique, les modèles informatiques s’accordent sur le fait qu’un océan Arctique plus ouvert alimentera davantage d’eau dans l’atmosphère, où elle sera transportée vers les zones terrestres adjacentes pour tomber sous forme de précipitations.

Plus de neige dans le nord de l'Alaska, en Sibérie et au Canada entraînera une augmentation du débit d'eau dans les rivières, potentiellement jusqu'à 25 % de plus dans un scénario de réchauffement élevé basé sur nos recherches.Il y a plus de carbone dans le sol dans les régions du nord de l’Arctique que dans le sud.Avec le dégel du pergélisol, ces régions verront également davantage d’eau affluer dans les rivières depuis le dessous de la surface, où une quantité supplémentaire de carbone du sol peut s’infiltrer dans l’eau et se transformer en carbone organique dissous.

Plus le vieux carbone apparaît déjà dans des échantillons prélevés dans les rivières de l'Arctique, attribués au dégel du pergélisol.La datation au carbone montre qu’une partie de ce carbone est gelée depuis des milliers d’années.

Les impacts se répercuteront sur les écosystèmes arctiques

Alors, que nous réserve l’avenir ?

L’un des changements les plus notables attendus concerne le transport de l’eau douce et des matériaux associés, tels que le carbone organique dissous et l’énergie thermique, vers les zones côtières de l’Arctique.

Lagons côtiers peut devenir plus frais.Ce changement affecterait les organismes en amont et en aval de la chaîne alimentaire, bien que notre compréhension actuelle Les effets potentiels des changements dans l’eau douce et le carbone organique dissous restent flous.

L’eau des rivières sera également plus chaude à mesure que le climat se réchauffe et pourrait faire fondre la glace marine côtière plus tôt dans la saison.Scientifiques observé cela au printemps 2023, lorsque les eaux inhabituellement chaudes du fleuve Mackenzie au Canada ont transporté de la chaleur vers la mer de Beaufort, contribuant ainsi à la fonte précoce des glaces côtières.

Enfin, une plus grande quantité d’eau fluviale atteignant la côte pourrait potentiellement rafraîchir l’océan Arctique, en particulier le long du nord de l’Eurasie, où les grands fleuves russes exportent chaque année d’énormes quantités d’eau douce.

Il y a des inquiétudes quant au fait que la montée du débit de la rivière dans cette région influencent la circulation méridionale de renversement de l'Atlantique, les courants qui font circuler la chaleur des tropiques le long des États-Unis.Côte Est et vers l’Europe.Il est de plus en plus évident que ces courants ont ralenti ces dernières années à mesure que davantage d’eau douce pénètre dans l’Atlantique Nord.Si la circulation s'arrête, cela affecter considérablement les températures à travers l’Amérique du Nord et l’Europe.

Sur la côte, les changements de débit des rivières affecteront également les plantes, les animaux et les populations autochtones qui habitent la région.Pour eux et pour le climat mondial, les résultats de notre étude soulignent la nécessité de surveiller de près la transformation de l’Arctique et de prendre des mesures pour en atténuer les effets.