Etude à haute résolution temporelle et spatiale de la dégradation du pergélisol riche en glace

Certaines régions de Sibérie, d’Alaska et du Canada possèdent un pergélisol riche en glace (40 à 80% de glace en volume) qui est particulièrement réactifs aux variations climatiques. Ce pergélisol a intensément fondu au début de l’Holocène entraînant la formation de nombreux lacs thermokarstiques. A l’heure actuelle, en contexte d’augmentation des températures de l’air, la dégradation de ces pergélisols a récemment augmenté. Il a été estimé que la dégradation va s'intensifier et qu’environ 10 à 30 % des plaines arctiques pourront être affectées. Toutefois, l’échelle de temps de la dégradation du pergélisol, les facteurs la déclenchant ainsi que la réponse du pergélisol à la suite de la dégradation sont encore peu contraints. Ces paramètres sont importants pour mieux prédire les impacts de sa dégradation future.

Pour comprendre cela, nous démarrons un programme d’étude à haute résolution temporelle et spatiale de la dégradation du pergélisol riche en glace. Ce projet vise à d’étudier les changements géomorphologiques, hydrologiques et thermiques lors de la dégradation à différentes échelles à partir de l'analyse couplée de plusieurs indicateurs (lacs thermokarstique, talik, glissement dû au dégel). Il s’appuiera sur des études stationnaires longues durées et l’analyse d’images satellites à haute résolution. Le but est de : (i) reconstituer les dégradations passées mais aussi de comprendre la dégradation actuelle et ses conséquences pour prédire les impacts de sa dégradation future ; (ii) déterminer le comportement du pergélisol en profondeur en réponse à cette dégradation superficielle.
Nous nous focalisons dans un premier temps sur la Yakoutie Centrale (Sibérie orientale) qui présente un des pergélisols les plus riches en glace. Ce projet fait l’objet de financements dans le cadre du projet EC2CO, du L-IPSL, de l’ANR CLIMAFLU et du GDR 3062 Mutations polaires (description détaillée du GDR : lire Prog. Avativut par B. Collignon dans le forum Société Arctique).

Antoine Séjourné (Institut des Sciences Géologiques, Wroclaw, Pologne); François Costard, Julien Gargani, Laure Dupeyrat (Laboratoire IDES, Orsay); Emmanuèle Gautier (Laboratoire LGP, Meudon); Christophe Grenier (Laboratoire LSCE, Saclay).

Dans ce programme Antoine tu proposes une étude à haute résolution temporelle et spatiale de la dégradation du pergélisol riche en glace. En terme de mesures et d'instrumentation cela rejoint l'approche méthodologique de Florian Tollé: mesures au scanner, LIDAR (forum Climat , glace ...), celle d'Armelle Decaulne (dendrochronologie)et celle dEmmanuele Gautier sur la Lena (ce forum).

Bonjour
Marianne, tout à fait, les expériences en laboratoire sont très complémentaires aux études de terrain. Benoit Hurault a bien montré que les transferts de chaleur et d’eau sont encore peu contraints dans la nature et que des expériences peuvent permettre de mieux les comprendre et les hiérarchiser. Il serait extrêmement intéressant de pouvoir croiser les deux approches, ces paramètres testés en laboratoire pourront permettre de mieux comprendre certains processus sur le terrain dont nous ne comprenons pas parfaitement.

Par rapport aux questions que nous nous posons sur le terrain, nous cherchons à comprendre comment se produisent les écoulements d’eau dans la couche active et la réponse thermique en profondeur (temporelle et spatiale) du pergélisol suite à un réchauffement. Votre expérience à Caen des expériences en laboratoire est intéressante afin de contraindre ces processus. Il serait possible d’étudier ces processus en fonction de plusieurs paramètres comme la présence d’une couche tampon riche en glace, l’humidité de l’atmosphère ou encore la température et la teneur en glace juste en dessous du toit du pergélisol.