Les résultats sont importants car le méthane est plus de 25 fois plus puissant que le dioxyde de carbone comme gaz à effet de serre. Les lacs de l'Arctique sont déjà des sources de méthane naturelles majeures dans le monde, mais les processus qui contrôlent comment le méthane est produit et libéré des sédiments du lac est resté mal compris – jusqu'à présent.
Dans cette étude, Ph.D. La candidate Marie Bulínová du département des géosciences de l'UIT de l'Université arctique de Norvège a travaillé avec une équipe internationale qui a enquêté sur 10 lacs arctiques à travers le Svalbard et la Scandinavie subarctique. Ils ont constaté que la production de méthane dans les sédiments du lac était la plus élevée où les lacs avaient une plus grande productivité – plus d'algues, des plantes aquatiques et de la végétation terrestre et des profondeurs moins profondes. Les résultats sont publiés dans le Journal of Geophysical Research: Biogeosciences.
« Nous avons été surpris par la façon dont la productivité de l'écosystème était clairement liée à la production de méthane », a déclaré Marie. « Nos résultats montrent que les conditions plus chaudes et plus humides augmentent la productivité biologique dans les lacs de l'Arctique, ce qui entraîne à son tour les émissions de méthane de leurs sédiments. »
La plupart des méthane ont été produites dans le top 10 cm des sédiments du lac. Dans ces couches peu profondes, la combinaison de matériaux frais et riches en organique et d'activité microbienne améliorée crée des conditions idéales pour la génération de méthane. Les chercheurs ont calculé la quantité de méthane susceptible de diffuser des sédiments dans l'eau sus-jacente et finalement dans l'atmosphère.
Des différences frappantes entre les lacs de l'Arctique et au-delà
L'équipe a comparé ses résultats avec des données de plus de 60 lacs dans le monde. Cela a révélé que les flux de méthane des lacs de l'Arctique individuels sont généralement inférieurs à ceux des régions tropicales ou tempérées, mais toujours significatives et très variables compte tenu du grand nombre de lacs dans les paysages du Nord. Et étonnamment, ils sont similaires à certains lacs boréaux.
Marie a expliqué: « L'un des aspects frappants de ce travail est la façon dont les différents lacs de l'Arctique sont les uns des autres. Certains libèrent beaucoup plus de méthane que d'autres, selon les facteurs locaux comme la couverture de la végétation, la forme du lac ou la composition des sédiments. C'est pourquoi il est essentiel d'étudier un large éventail de types de lacs si nous voulons comprendre le rôle de l'Arctique dans les rétroactions climatiques. »
Les chercheurs ont également construit des modèles prédictifs utilisant l'apprentissage automatique pour identifier les facteurs les plus importants stimulant les émissions de méthane dans différents biomes. Cela a contribué à mettre en évidence l'importance de la productivité primaire et des variables climatiques, en particulier la température et les précipitations.
Suivi des rétroactions climatiques dans un arctique changeant
Cette recherche ajoute une pièce importante au puzzle de la façon dont les écosystèmes de l'Arctique réagissent au changement climatique. À mesure que les températures augmentent et que les saisons de croissance s'allongent, les paysages arctiques sont élancées et que les lacs devraient devenir plus productifs, ce qui pourrait entraîner des émissions de méthane plus élevées.
L'étude souligne l'importance d'inclure les sédiments du lac dans les budgets de gaz à effet de serre de l'Arctique. Cela montre également que des changements environnementaux apparemment petits peuvent avoir des effets importants sur les émissions de méthane.
« L'Arctique change rapidement et nous devons comprendre tous les commentaires impliqués », a déclaré Marie. « Nos travaux suggèrent que l'augmentation de la productivité des écosystèmes – quelque chose que nous pourrions penser à être positive – peut également augmenter la libération de méthane et accélérer davantage le réchauffement. »
