L’expansion discrète des tourbières arctiques et son impact sur le carbone

Les tourbières évoluent d’ordinaire si lentement que l’on ne s’en rend presque pas compte. Pourtant, partout dans l’Arctique, leurs lisières gagnent du terrain à bas bruit : par endroits, elles progressent de près d’un mètre par an, à mesure que de nouvelles couches de matière végétale s’empilent dans des sols froids et gorgés d’eau.

Cette avancée régulière est en train de transformer l’un des plus vastes réservoirs naturels de carbone de la planète, à un moment où les projections climatiques reposent fortement sur la quantité de carbone qui reste piégée sous nos pieds.

Les chercheurs constatent désormais que la hausse des températures, l’évolution des régimes hydriques et le relief local déterminent ensemble où la nouvelle tourbe parvient à s’installer - et si ces paysages en croissance contribueront, au final, à freiner le changement climatique ou à ajouter de nouveaux gaz à effet de serre dans l’atmosphère.

Suivre l’expansion des tourbières

Le long des marges des tourbières, du nord du Canada au nord de l’Europe, des couches récentes de tourbe s’étendent aujourd’hui au-delà de terrains qui n’en contenaient pas encore il y a seulement quelques décennies.

En analysant des carottes de sol prélevées sur 12 sites arctiques, une équipe de l’université d’Exeter a montré que la plupart des lisières ont commencé à avancer après 1950, et que, sur deux tiers des sites, de la tourbe entièrement nouvelle s’est formée après 1990.

Dans les zones les plus rapides, l’extension latérale a dépassé 0,9 m par an, convertissant des surfaces nues en nouvelles tourbières. Pour évaluer ce rythme, les scientifiques ont mis en regard l’âge des carottes et l’espacement entre les points d’échantillonnage le long de chaque transect.

À l’échelle de l’ensemble des sites, certaines bordures se sont déplacées lentement tandis que d’autres ont progressé très vite, selon la pente, la fréquence des inondations et la manière dont l’eau s’écoule ou s’évacue.

Cette expansion ne suit que rarement une trajectoire simple. À certains endroits, la tourbe a d’abord commencé à se former dans des poches humides dispersées, qui ont ensuite fusionné pour constituer des tourbières plus étendues ; ailleurs, le réchauffement a rendu d’un coup de vastes zones planes favorables, ce qui a permis l’apparition de tourbe sur des espaces séparés de plusieurs dizaines de mètres.

Comme ces dynamiques créent des poussées de croissance irrégulières, la cartographie par satellite peut passer à côté des premiers stades de formation sur les bords. De leur côté, les carottes enregistrent surtout le déplacement des limites, plutôt que l’empreinte totale des tourbières arctiques.

Pourquoi les tourbières comptent pour le carbone

Les tourbières ne couvrent qu’environ 3 % des terres émergées, mais leurs sols renferment près de 600 milliards de tonnes de carbone.

Sur des milliers d’années, la saturation en eau a ralenti la décomposition des plantes : dans ces sols pauvres en oxygène, les micro-organismes ne parviennent pas à transformer complètement la matière organique en dioxyde de carbone, ce qui enferme le carbone dans le sous-sol.

La formation de nouvelle tourbe accroît donc la quantité de carbone stockée dans le sol, mais l’effet sur le climat dépend des gaz qui s’échappent à la surface.

Dans les milieux engorgés d’eau, l’accumulation de tourbe peut s’accompagner d’une hausse du méthane - un puissant gaz qui retient la chaleur, produit par des micro-organismes en l’absence d’oxygène.

« L’expansion des tourbières dans l’Arctique va profondément modifier le destin du carbone dans la région, et dans l’atmosphère », a déclaré la professeure Angela Gallego-Sala, climatologue à l’université d’Exeter.

À court terme, les émissions de méthane et, à long terme, le stockage de carbone peuvent tirer dans des directions opposées : l’impact climatique net varie donc d’un site à l’autre.

Réchauffement et eau pilotent la nouvelle tourbe

Une analyse publiée en 2022 a montré que l’Arctique s’est réchauffé près de quatre fois plus vite que la moyenne mondiale depuis 1979, allongeant les saisons de dégel et permettant à davantage de végétation de se développer.

Ce surplus de biomasse alimente la formation de tourbe le long des marges en expansion, en particulier là où le pergélisol maintient des sols humides en retenant l’eau près de la surface.

Le relief local joue aussi un rôle décisif dans l’implantation de nouvelle tourbe. Les terrains plats et mal drainés favorisent la stagnation de l’eau et l’accumulation de matière organique par les mousses, tandis que les pentes marquées ou les crêtes rocheuses évacuent l’eau de fonte et freinent l’extension.

Les cours d’eau et les suintements au printemps peuvent également accroître l’humidité, ce qui accélère le développement de la tourbe dans certaines zones.

Lorsque le pergélisol dégèle, le paysage peut réagir de deux façons : soit créer de nouvelles zones humides par affaissement du sol et inondations, soit ouvrir des voies de drainage qui assèchent les sols et exposent la tourbe à une décomposition plus rapide.

Ces réponses contrastées impliquent qu’un Arctique plus chaud peut favoriser l’expansion des tourbières dans une vallée tout en les faisant reculer à quelques kilomètres seulement.

La protection des tourbières devient urgente

L’extension de la tourbe dans l’Arctique augmente les enjeux pour les gestionnaires des territoires, car une perturbation peut annuler des gains de carbone en une seule saison.

La définition de limites claires et la mise en place de protections juridiques commencent souvent par des cartes fiables - et l’étude rappelle pourquoi les vérifications de terrain restent indispensables.

« Notre étude confirme que les tourbières arctiques sont en expansion, ce qui met en évidence l’importance croissante de ces écosystèmes fragiles et l’urgence de les protéger et de les valoriser », a déclaré la Dre Katherine Crichton, spécialiste de l’environnement à l’université d’Exeter.

Un suivi plus fin peut orienter les efforts de conservation et aider les modélisateurs à anticiper quand la nouvelle tourbe se maintiendra, et quand elle risque au contraire de se dégrader.

Ce nouvel enregistrement issu des carottes montre des tourbières qui s’étendent dans un Arctique en réchauffement, tandis que les conditions hydriques locales et le relief déterminent où la croissance se prolonge. Les prochaines étapes nécessitent désormais une cartographie de surface complète et des mesures de gaz, car les bénéfices climatiques dépendent du fait que le carbone stocké reste durablement piégé sur place.