Qu'est-ce que le pergélisol?
Le pergélisol est un sol, des roches ou des sédiments situés sous le point de congélation de l'eau (32 ° F) depuis deux ans ou plus. Le sol doit constamment rester au-dessous du point de congélation pendant deux ans ou plus pour qu’il soit considéré comme du pergélisol. La plupart du pergélisol se trouve dans les régions arctiques et antarctiques, à une latitude élevée. Cependant, le pergélisol alpin existe à plus haute altitude et à une latitude beaucoup plus basse. Le pergélisol représente environ 0.2% de l'eau de la Terre et occupe environ 24% des terres exposées dans l'hémisphère nord. Le pergélisol est également présent en milieu sous-marin sur le plateau continental entourant l’océan Arctique.
Étendue du pergélisol
Le pergélisol existe en couches sur le sol. Le pergélisol existe sous la couche supérieure de sol ou de sédiments qui gèle et dégèle chaque année pour former la couche active. L'épaisseur de la couche active varie avec la saison mais elle mesure en moyenne 0.3 à 4 mètres d'épaisseur. La couche la plus profonde du pergélisol se produit lorsque la chaleur souterraine maintient la température au-dessus du point de congélation. Au-dessous du pergélisol se trouve la couche de Talik constituée de sol ou de sédiments non gelés. L'ampleur de la formation de pergélisol dépend du climat de la région. La profondeur du pergélisol peut dépasser les pieds 4,600 dans les zones où le pergélisol et les hivers sont rigoureux. L'épaisseur varie en fonction de l'emplacement, mais les moyennes 2 aux pieds 13. Une superficie considérable de terres dans la région arctique est recouverte de pergélisol.
Où se trouve le pergélisol?
Bien que le pergélisol soit le plus commun dans les régions de haute latitude situées près des pôles nord et sud, le pergélisol peut également se produire dans diverses régions du monde. Un peu plus du tiers du pergélisol de l'hémisphère nord se trouve dans certaines parties de l'Amérique du Nord, principalement dans le nord du Canada, en Alaska et au Groenland. La plus grande partie du pergélisol dans la région se trouve en Sibérie, en Extrême-Orient de la Russie, en Mongolie, en Chine et au Tibet. Dans l'hémisphère sud, le pergélisol est présent dans l'Antarctique, ses îles et les Andes. Du pergélisol continu se forme dans les zones où le sol est suffisamment froid tout au long de l’année, notamment dans le nord de la Scandinavie et dans l’extrême-orient de la Russie européenne. Le pergélisol discontinu ou sporadique se forme dans des endroits où les températures ne tombent en dessous du point de congélation que dans certaines zones, par exemple à l'ombre ou sur la partie protégée d'une montagne. Le pergélisol saisonnier se forme pendant la saison froide et disparaît pendant la saison chaude.
Manifestation du pergélisol
Le pergélisol s'étend jusqu'à la profondeur où la chaleur géothermique générée par la terre et la température annuelle moyenne atteignent un équilibre de 32 ° F. Le pergélisol peut atteindre une profondeur de base de pieds 4,880 en Sibérie. La teneur en glace du pergélisol peut dépasser 2500%, conduisant à ce que l'on appelle communément de la glace massive. La composition de la glace massive peut aller de la glace pure à la glace sédimentaire. L'épaisseur de la glace massive varie et peut aller du mètre 2 au mètre 10. Il est classé en glace de surface enfouie et en glace intrasédimentaire. La glace de surface enfouie peut provenir de la neige ou de lacs gelés, tandis que la glace intrasédicale est formée par le gel des eaux souterraines. Le pergélisol se manifeste également dans divers reliefs à grande échelle tels que les palsas et les pingos. Le palsa est un soulèvement gelé contenant des lentilles de glace congelées en permanence. Les pingos sont des monticules de glace recouverte de terre qui peuvent atteindre les pieds 230 et les pieds 2,000.
Conséquences écologiques du pergélisol
Le pergélisol impose des contraintes sur les zones d'enracinement des plantes, ce qui conduit à une couverture végétale nulle ou faible dans le pergélisol. Par conséquent, il affecte les espèces dépendant des plantes et des animaux dont l'habitat est limité par le pergélisol. Les régions du pergélisol dans le monde contiennent plus de X milliards de tonnes de matières organiques qui se sont accumulées au cours de plusieurs décennies. La quantité de carbone contenue dans le pergélisol est quatre fois supérieure à celle qui a été libérée dans l'atmosphère par les activités humaines. Si le carbone pénètre dans l’atmosphère, il accélérera le réchauffement de la planète avec une quantité importante de méthane. Une couche de pergélisol actif peut contenir un milliard de cellules bactériennes. Certaines bactéries ne peuvent pas être cultivées en laboratoire mais leur identité peut être révélée par des techniques ADN.
Effets du changement climatique
Le changement climatique affecte l'interaction du régime climatique au-dessus et au-dessous du sol. Cependant, tout changement de température à la surface du sol prend du temps pour affecter le pergélisol en dessous. Pour le pergélisol épais, le changement de température peut durer des centaines d’années, alors que le pergélisol mince peut prendre des années, voire des décennies. Selon la Commission géologique du Canada, la congélation a été considérablement réduite pendant la saison froide dans toute la région du pergélisol en Amérique du Nord. Les zones côtières et orientales du Canada ont commencé à connaître un dégel plus important en saison chaude du pergélisol, ce qui semble indiquer une profondeur et une quantité réduites de pergélisol. Par conséquent, les incidences du pergélisol saisonnier ont augmenté en raison de la diminution de la quantité de pergélisol permanent. Bien que plusieurs études et recherches montrent une tendance au réchauffement dans toute la zone du pergélisol, des zones telles que le pergélisol en Russie n’ont pas connu de changements significatifs. Les changements dans les régions du pergélisol résultent de l'augmentation de la température de l'air et de la couverture de neige réduite.
Impact de la fonte du pergélisol
La fonte du pergélisol a des conséquences majeures sur la surface et le sous-sol de l'infrastructure et de l'écosystème impactants. Le dégel du pergélisol sur les sols présentant une instabilité potentielle peut avoir de graves conséquences sur le paysage. L'érosion et les glissements de terrain sont des conséquences courantes de la dégradation du pergélisol. L'érosion est particulièrement préoccupante dans les zones côtières. Le pergélisol et le sol qui l'entoure sont très vulnérables aux agents érosifs tels que le vent et l'eau. À mesure que le pergélisol dégèle, la friction nécessaire entre le dégel et le pergélisol gelé pour maintenir la stabilité risque de disparaître, ce qui peut entraîner le glissement du pergélisol. Le glissement du pergélisol entraîne un glissement de terrain. La fonte du pergélisol peut également entraîner un affaissement du sol. Il se produit lorsque le sol et le pergélisol, auparavant maintenus ensemble par l’effondrement de la glace, entraînaient des creux irréguliers. L’affaissement du sol peut avoir un impact négatif sur la couverture végétale de la zone touchée. L’affaissement peut également compromettre l’infrastructure construite sur le pergélisol. Les fondations de structure qui n'étaient pas conçues pour s'adapter aux changements du pergélisol sont susceptibles de se déplacer et de tomber.
