ANR Arctic-Peat

Aux hautes latitudes, le pergélisol, le sol restant gelé deux années consécutives, évolue rapidement sous la pression du changement climatique. Le pergélisol contient la moitié du stock de carbone organique mondial des sols. Si ce carbone, accumulé depuis des millénaires, est réémis vers l’atmosphère, cela constituerait un rétroaction positive au changement climatique. Les tourbières sont des milieux particulièrement importants en qui concerne l’étude de l’impact de la fonte du pergélisol. En effet, avec les plus fortes densités de carbone des biomes arctiques et subarctiques, elles contiennent un tiers des stocks de carbone organique du pergélisol. Leur rétroaction ou mitigation potentielle au changement climatique dépend de l’évolution de leur bilan de carbone après la fonte du pergélisol : puit ou source de carbone. Les tourbières sont très diverses en arctique. Le temps depuis lequel elles s’accumulent, ou encore la façon dont le pergélisol s’est formé peut avoir un impact sur la dynamique du carbone après la fonte (stocks initial de carbone, nature et labilité de la matière organique…)

L’objectif du projet ‘Arctic-PEAT’ est d’étudier l’évolution du cycle du carbone de tourbières après la fonte du pergélisol dans différents contextes. Il sera mené sur trois sites de pergélisol discontinu, où la dégradation du pergélisol est en cours, et se focalisera sur la Sibérie. Il est organisé en trois taches organisées en synergie.

• Tâche 1 : Evolutions temporelles et spatiales des stocks et taux d’accumulation de carbone après la fonte du pergélisol
• Tâche 2 : Evolution de l’origine, de la labilité et du potentiel de stimulation de la décomposition de la matière organique de la MOD le long des chronosequences de dégradation du pergélisol.
• Tâche 3 : Hétérogénéité et facteurs de contrôle du cycle du carbone dans les tourbières après la fonte du pergélisol.

La dégradation du pergélisol induit des effondrements au niveau du sol et la formation de nouveaux écosystèmes. Il est ainsi possible d’identifier dans le paysage des formations qui représentent différents temps d’évolution après la fonte du pergélisol. Ces formations sont des dispositifs expérimentaux naturels pour mettre en oeuvre des chronosequences. Le long de ces chronosequences, les stocks et taux d’accumulation de carbone seront déterminés. Une approche par télédétection permettra d’étendre ces résultats à l’échelles des paysages. Le long de ces chronosequences, la matière organique dissoute (MOD), un compartiment très dynamique du cycle du carbone, sera particulièrement étudiée. En utilisant les teneurs en 14C, l’origine de la MOD, mais aussi du CO2 et CH4 sera analysé. Sa labilité et son potentiel impact sur les taux de dégradation de la matière organique du pergélisol sera déterminé par des expériences d’incubation. Les dynamiques passées et futures du carbone seront modélisées grâce à un module décrivant le cycle du carbone des tourbières arctiques. Ce travail, couplé à une synthèse des données disponibles permettra d’évaluer les facteurs de contrôle principaux du cycle du carbone des tourbières arctiques et subarctiques.

Le projet Arctic-PEAT est une opportunité unique pour la responsable du projet de développer ses propres axes de recherche et de renforcer ses collaboration avec des partenaires en France, Russie, au Canada et aux USA. Le consortium réuni possède toutes les compétences (cycle du carbone dans les tourbières, caractérisation de la MOD, outils moléculaire et isotopiques, chronomarqueurs pour la datation récente, écologie microbienne des milieux arctiques, télédétection à haute résolution, modélisation du cycle du carbone à haute latitudes) pour mener à bien ce projet.
La communication vers le grand public est un objectif propre du projet et elle sera déclinée sous forme de production de matériel multimédia, en particulier de vidéos courtes de vulgarisation sur le climat, le pergélisol, les tourbières, la recherche aux hautes latitudes.