Scotty Creek : Des chercheurs qui n’ont pas peur de se mouiller

Christopher Schulze et son assistante Kate Marouelli utilisent une chambre statique, gros cylindre connecté à un analyseur de gaz, pour mesurer ceux qui émanent du sol. (Crédit photo : Marie-Soleil Desautels)

Christopher Schulze et son assistante Kate Marouelli utilisent une chambre statique, gros cylindre connecté à un analyseur de gaz, pour mesurer ceux qui émanent du sol. (Crédit photo : Marie-Soleil Desautels)

À la station de recherche Scotty Creek, située au sud de Fort Simpson, on s’intéresse au pergélisol, ce sol qui reste gelé pendant au moins deux années, et aux changements climatiques. La semaine dernière, Médias ténois a présenté une visite guidée des installations. Cette semaine, place à des recherches en cours.

« La station de recherche Scotty Creek, c’est la ligne de front du dégel du pergélisol », dit William Quinton, directeur de la station et professeur au département de géographie et d’études environnementales de l’Université Wilfrid-Laurier, située dans la ville de Waterloo, en Ontario. « Le pergélisol y est mince, discontinu et pas très froid, continue-t-il. Il fait entre cinq et dix mètres de profondeur. Quand il dégèle, il disparait. »

Ce dégel y est examiné sous toutes ses coutures : affaissement du sol, changement de couverture végétale, ruissèlement de l’eau, qualité de l’eau, émissions de gaz à effet de serre, etc. « Lorsque l’on comprend les processus qui s’y trament, on est plus en mesure de prédire les changements », dit le professeur.

Aucun des chercheurs qui se rendent à Scotty Creek n’hésiterait à passer de longues heures dans la boue pour récolter de précieuses données sur le terrain, un milieu en profonde transformation. « Dans quelques années, il n’y aura plus de pergélisol à Scotty Creek », rappelle Bill.

Suivre le mercure

Le mercure se retrouve naturellement dans l’environnement, que ce soit à cause de feux de forêt ou d’éruptions volcaniques, et le pergélisol dans l’hémisphère Nord est l’un des réservoirs les plus importants de la planète. Son dégel peut relâcher ce métal toxique. Lauren Thompson, candidate au doctorat à l’Université d’Alberta, se penche sur ce sujet.

À genou dans l’eau sur le bord d’un marais, elle découpe de la tourbe à l’aide d’un couteau à pain. Son assistante, Renae Shewan, étudiante à la maitrise qui s’intéresse aussi au mercure, l’aide à la mettre dans des tubes d’une douzaine de centimètres. À chaque centimètre, Lauren injecte avec une seringue du mercure spécial grâce auquel elle effectuera un traçage isotopique en laboratoire. Objectif : voir si les bactéries du coin vont le transformer en méthylmercure, la forme la plus toxique du mercure.

« Le mercure est un contaminant qui préoccupe les locaux, explique-t-elle. Il peut se déplacer dans l’eau, s’accumuler dans les animaux et je cherche à déterminer les conditions qui encouragent la production de méthylmercure. » Lors du dégel du pergélisol, de nouveaux milieux humides, lacs ou voies de ruissèlement se créent.

Les jeunes femmes répètent le processus dans plusieurs types de milieux à Scotty Creek. Elles récupèrent aussi de la tourbe vierge et de l’eau. « On va analyser chaque échantillon, incluant les bactéries qui y vivent. Il se peut qu’il y ait bien du mercure dans certains, mais s’il n’est pas transformé en méthylmercure, c’est moins préoccupant », dit Lauren.

Elles collectent aussi des échantillons sur un autre site plus au Sud, à Lutose en Alberta, où le pergélisol est plus sporadique, et plus au nord, à Wrigley, où il est plus continu.

« On veut voir ce qui contrôle la méthylation pour être en mesure de prédire où seront les futurs points chauds des lacs ou des rivières, dont il faudra se méfier », dit Lauren.

 

Surveiller les gaz à effet de serre

Le pergélisol contient une immense réserve de carbone organique, soit des plantes et des animaux accumulés dans le sol au fil des millénaires. En dégelant, cette matière devient disponible aux organismes microbiens qui la décomposent et en libèrent le carbone, sous forme de dioxyde de carbone ou de méthane. Christopher Schulze, candidat au doctorat à l’Université d’Alberta, s’intéresse à ce processus. Il se tient d’ailleurs debout depuis une quarantaine de minutes sans bouger dans l’eau brunâtre d’une jeune tourbière qui lui arrive à mi-mollet.

« Ça me garde au frais », relativise-t-il, alors que le soleil plombe.

S’il bouge, il pourrait perturber un gros cylindre de plastique transparent, posé sur la végétation près de lui et recouvert d’un couvercle connecté à plein de fils. Le cylindre collecte la respiration des plantes et les gaz qui émanent du sol dont les traces sont analysées par une machine logée dans une valise. « On fait des mesures à la clarté, lors de la photosynthèse, et ensuite on couvre le cylindre pour simuler la nuit. » Ils suivent ainsi les niveaux de gaz carbonique, de méthane ou d’oxyde nitreux.

« La libération du méthane dans le pergélisol dépend de l’histoire du pergélisol et de ce qui le constitue, dit-il. Par exemple, ici, la décomposition du sol était déjà avancée avant la glaciation, donc, il y a moins de carbone organique disponible que si on compare à un autre milieu comme l’Alaska. »

Avec le dégel, le lichen et les épinettes noires perdent du terrain en faveur de milieux humides où les conditions anaérobies sont favorables à la production de méthane.

« On doit non seulement comprendre l’ampleur des émissions, mais aussi identifier leurs sources », poursuit Christopher. Il fait le même type de prélèvements à Lutose, en Alberta, et à Wrigley, pour comparer les trois sites.

Calculer les flux

Oliver Sonnentag, professeur agrégé du département de géographie de l’Université de Montréal, a installé la tour de covariance des turbulences qui enregistre des données depuis 2014 à Scotty Creek. Il est passé à la station de recherche pour, entre autres, vérifier si celle-ci avait besoin d’entretien. Verdict : l’un des câbles, qui la maintient, pourrait être resserré. « Quand je l’ai installée il y a 10 ans, la frontière entre le plateau et la zone humide était une dizaine de mètres plus loin d’où elle est aujourd’hui, dit-il. Le pergélisol dégèle et la zone humide s’agrandit. On a beau avoir une fondation de six mètres pour la tour, un jour, elle ne tiendra plus. »

La tour est entre autres équipée d’un anémomètre qui enregistre la vélocité du vent en trois dimensions et d’un analyseur de gaz infrarouge qui mesure des échanges nets de vapeur d’eau, de gaz carbonique et de méthane. « Grâce à la mesure verticale de l’anémomètre, on peut calculer les flux, combien de gaz entrent et sortent à l’échelle de cet écosystème », explique-t-il. Cette partie de ses recherches vise à aider à comprendre les interactions entre la région arctique boréale et l’atmosphère.

Il relativise les conséquences du dégel du pergélisol sur les changements climatiques : « Ce n’est rien par rapport aux émissions de gaz à effet de serre issues des activités humaines. Oui, le dégel peut avoir une rétroaction positive, mais ce qui a le plus d’impact, c’est notre style de vie, nos industries, notre transport, etc. Il est là, le problème. »

 

Se pencher sur les incendies de forêt

« 32 ; 15,2 ; 1 945… 7,5 ; 1 746… 8,3 ; 1 764 », crie l’étudiante à la maitrise de l’Université Wilfrid-Laurier, Maude Auclair, à son assistant Iain Thomson qui note tout dans un calepin. Elle est accroupie près d’un petit drapeau où elle a planté un instrument mesurant l’humidité relative, dont elle crie les lectures, parmi des talles de chicoutée, du thé du Labrador et des arbres brulés. Il y a eu ici, en 2014, un incendie de forêt. Son projet d’études vise à comprendre l’impact d’un incendie de forêt sur le pergélisol.

Elle se déplace de quelques mètres jusqu’à un autre endroit identifié par un drapeau, l’instrument dans une main et une longue longue tige métallique dans l’autre. Avant de s’accroupir, elle enfonce la tige, une sonde, dans le sol jusqu’à ce qu’elle rencontre la glace, ce qui détermine la profondeur du pergélisol. C’est le premier chiffre qu’elle donne à Iain. La profondeur varie, dans les 30, 40 ou 50 centimètres et la tige s’enfonce parfois sur 1,5 mètre sans résistance.

« À Scotty Creek, si on enfonce la sonde au-delà de 80 cm, ça signifie que ça ne gèle plus l’hiver et qu’on vient de trouver un talik, une poche de sol dégelé toute l’année qui accentue le dégel autour », dit-elle.

Elle prend ces mesures à 80 endroits sur le site de la forêt brulée et à 90 autres dans la forêt d’à côté, non brulée, afin de comparer les deux milieux. Ils y retournent plusieurs fois par semaine, se limitant, le plus souvent, à des mesures à quelques endroits seulement.

Plusieurs variables – température du sol, hauteur de la neige, qualité de l’eau – du site brulé sont surveillées depuis 2014.


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