Fosses sous-marines de plusieurs dizaines de mètres de profondeur ou collines frappantes avec un noyau de glace : le pergélisol a également une forte influence sur la topographie sous-marine. Des chercheurs américains et canadiens décrivent dans PNAS comment, pendant des années d’observations du fond de la mer de Beaufort au Canada, ils ont cartographié les paysages liés au pergélisol qui ont émergé à la fin de la dernière période glaciaire il y a environ 12 000 ans. Cette connaissance est importante pour estimer les dégels futurs du pergélisol sous-marin.
Le changement climatique provoque actuellement un dégel rapide et à grande échelle du pergélisol dans l’Arctique. La disparition de ce sous-sol gelé toute l’année a des conséquences tant sur le paysage que sur l’atmosphère : de grandes quantités de gaz à effet de serre sont libérées par le dégel des sols. De nombreuses recherches sont effectuées sur le pergélisol terrestre, mais on en sait peu sur le pergélisol sous-marin. On sait, grâce au forage dans la mer de Beaufort, au nord de l’Alaska et du Canada, que le pergélisol sous-marin peut se produire à des profondeurs de plus de 600 mètres.
Photo Eve Lundsten/MBAR
Les auteurs de la PNASarticle s’est intéressé au pergélisol sous-marin lors d’une expédition de recherche en 2010 qui a cartographié la topographie sous-marine de la mer de Beaufort avec un sonar multifaisceaux, qui émet des ondes sonores et peut créer une carte 3D du fond de l’océan. Entre 120 et 200 mètres de profondeur d’eau, ils ont vu une topographie remarquablement riche en relief, qu’ils ont approfondie lors d’expéditions ultérieures. Les fosses profondes et les hautes collines semblaient être le résultat du dégel et de l’accrétion du pergélisol, respectivement
Lorsque le niveau de la mer s’est élevé il y a environ 12 000 ans en raison de la fonte des glaciers, cela a également eu des conséquences sur la température des fonds marins : elle a augmenté. En conséquence, une partie du pergélisol sous-marin a dégelé, ce qui a entraîné la libération d’eau souterraine. Cela s’est propagé vers le haut à travers le fond et a provoqué un dégel supplémentaire là-bas. Ce sol dégelé s’est ensuite partiellement effondré, créant de profondes dépressions circulaires.
lentille de glace
Cependant, la montée des eaux souterraines chaudes n’a pas dégelé partout. Les chercheurs ont également découvert des monticules sous-marins de dix mètres de haut. Collines avec une carotte de glace : les pingos. Assez remarquablement, ceux-ci surviennent également sous l’influence de la montée des eaux souterraines. « Ce n’est qu’à des concentrations plus élevées que les eaux souterraines dégèleront la couche de pergélisol, comme dans les dépressions », a déclaré l’auteur principal Charles Paull, géologue marin à l’institut de recherche californien MBARI, dans un e-mail. « A des concentrations plus faibles, comme avec les pingos, l’eau souterraine gèle pendant la montée et une lentille de glace se forme qui pousse le bas vers le haut. » L’eau autour des pingos était suffisamment froide, -1,4 degrés Celsius, pour maintenir la couche de pergélisol intacte.
Même aujourd’hui, le pergélisol sous-marin restant au fond de la mer de Beaufort est protégé par une « couverture » d’eau à -1,4 degrés Celsius. « En conséquence, il n’y a pas de dégel accéléré pour le moment », déclare Paull. « Mais cela pourrait changer si la température annuelle moyenne de l’eau du sol augmente. »