Le changement climatique affament l'océan arctique des nutriments essentiels, les six plus grandes rivières de la région offrant maintenant beaucoup moins du type d'azote dont les écosystèmes marins ont besoin pour survivre, selon de nouvelles recherches dans l'une des régions les plus vulnérables de la Terre.
L'étude, dirigée par Bridger J. Ruyle de l'école d'ingénierie de Nyu Tandon, est publiée dans Cycles biogéochimiques mondiauxoù il a été sélectionné comme choix de l'éditeur. Ruyle a terminé la recherche en tant que boursier postdoctoral à la Carnegie Institution for Science.
L'étude a révélé que les températures du réchauffement et le pergélisol dégel modifient fondamentalement la chimie des rivières arctiques. Le résultat est que les réseaux alimentaires côtiers qui ont soutenu des communautés autochtones pendant des millénaires sont privées d'azote inorganique, un nutriment essentiel, provoquant potentiellement des effets en cascade dans tout l'écosystème de l'océan Arctique.
« Il s'agit d'un drapeau rouge pour l'Arctique », a déclaré Ruyle, qui a rejoint NYU Tandon à l'été 2025 en tant que professeur adjoint au département d'ingénierie civil et urbain. « Des changements rapides dans la chimie de l'azote de la rivière pourraient complètement transformer le fonctionnement de ces écosystèmes marins. »
La recherche a analysé 20 ans de données de six grandes rivières arctiques – le Yenisey, Lena, OB ', Mackenzie, Yukon et Kolyma – qui drainent collectivement les deux tiers de la zone terrestre qui coule dans l'océan Arctique. Ces rivières transportent de l'azote qui soutient jusqu'à 66% de la production primaire de l'écosystème dans les régions de l'Arctique côtière.
Entre 2003 et 2023, Ruyle et ses collègues ont documenté la baisse de l'azote inorganique accompagné d'une augmentation simultanée de l'azote organique dissous, une forme beaucoup moins biodisponible de l'élément, dans quatre des six rivières. Les résultats révèlent que des températures plus chaudes et une augmentation des précipitations causées par le changement climatique entraînent le changement dans la composition de l'azote par leurs effets sur la décharge de la rivière et le dégel du pergélisol.
En utilisant une modélisation statistique sophistiquée, les chercheurs ont identifié la perte de pergélisol comme le facteur clé expliquant les tendances divergentes entre l'azote organique et l'inorganique dans ces rivières. L'étude a combiné 20 ans de données de chimie de l'eau avec des variables environnementales, notamment la température, les précipitations, la couverture terrestre et l'étendue du pergélisol pour identifier les moteurs climatiques derrière les changements chimiques.
Cette recherche sur les rivières de l'Arctique représente la mission de recherche plus large de Ruyle pour comprendre comment l'activité humaine, le changement climatique et les processus naturels interagissent pour affecter la qualité de l'eau à l'échelle mondiale. Entre autres domaines d'intérêt, son travail comprend le suivi des «produits chimiques pour toujours» et des produits pharmaceutiques dans les eaux usées.
« Que nous envisions la contamination des PFA dans l'eau potable ou le cycle d'azote dans les rivières arctiques, le fil conducteur comprend comment les changements environnementaux se propagent à travers les systèmes d'eau », a expliqué Ruyle.
Ses recherches explorent comment l'activité humaine, la biosphère et le changement climatique affectent la qualité de l'eau, en mettant particulièrement l'accent sur le développement d'outils analytiques pour quantifier la contamination chimique et le développement de modèles à l'aide de données de télédétection pour évaluer les impacts climatiques.
Les résultats de l'Arctique ont des implications pour la gestion des écosystèmes et les stratégies d'adaptation climatique. On estime que le transport fluvial de l'azote soutient jusqu'à 66% de la production primaire dans les régions côtières de l'Arctique, ce qui rend ces changements de composition importants pour les réseaux alimentaires marins et les communautés autochtones qui dépendent de ces ressources.
La recherche met également en évidence la nature interconnectée des défis environnementaux mondiaux. Comme Ruyle l'a noté dans les travaux antérieurs sur la contamination pharmaceutique, la pénurie d'eau du climat pourrait exacerber les problèmes de qualité de l'eau, car il y a moins de dilution des contaminants pendant les conditions de sécheresse. L'étude arctique montre de manière similaire comment la température et les précipitations changent en cascade à travers des systèmes biogéochimiques complexes, entraînant la qualité de l'eau et les impacts de l'écosystème.
« Ce travail montre pourquoi nous devons considérer la qualité de l'eau et le changement climatique comme des défis fondamentalement liés », a déclaré Ruyle. « Alors que le changement climatique s'intensifie, nous devons comprendre ces interconnexions pour protéger à la fois la santé humaine et l'intégrité de l'écosystème. »
