ACTUALITÉS

Été 2022

Campaign de terrain d’été dans la toundra arctique russe : le fleuve Indigirka

À l’instar de collegues français et canadiens, une partie de l’equipe PRISMARCTYC sont partis à la decouverte d’un nouveau site d’études dans le Grand Nord russe, vers l’embouchure de la rivière Indigirka en Yakoutie, ou le réchauffement climatique est déjà trés prononcé.

Le projet PRISMARCTYC a pour but magistral de mieux comprendre les effets du réchauffement climatique et le dégel du pergélisol sur les sols, les masses d’eau (rivières, lacs, tourbières) et les flux de gaz à effet de serre, et ensuite, les sociétés. Notre equipe de quatre courageux chercheurs et chercheuses russes s’est rendu dans la région du nord d’Indigirka, située à 130 km seulement des côtes de l’Ocean Arctique. Ici, le réchauffement climatique est à 25% important que la moyenne regionale, et devrait encore augmenter la temperature moyenne annuelle par plus de 2°C d’ici le milieu du siècle.

Tundra landscape of the region of Indigirka. Nikita Tananaev
Paysage de toundra de la région de Indigirka. © Nikita Tananaev

Le paysage de la toundra de cette region de l’Extreme Arctique est monotone, avec les collines peu végétalisées et séparées par les petits vallées et nappes d’eau sur les pentes, réposant soit sur le pergélisol contenant une grande quantité de glace dans la partie ouest de la region, soit sur la roche du Jurassique et du Crétacé dans la pertie est. La degradation du pergélisol est limitée aux pentes des collines ou les nappes d’eau produits par thermokarst lineaire, ou la perte de volume des sols due à dégel du pergélisol, sont abondantes. Leur evolution dans le futur climat plus chaud est incertain et encore peu compris, c’est pourquoi notre equipe s’est deplacée vers le nord depuis notre site d’étude habituel en Yakoutie centrale afin de mieux étudier ces nappes d’eau réunissant l’hydrologie, la géomorphologie et le pergélisol.

Sampling of water from a creek (Indigirka). Nikita Tananaev
Prélèvement d'échantillons d'eau dans un ruisseau (Indigirka). © Nikita Tananaev
Measurement of greenhouse gases in a pond (Indigirka). Nikita Tananaev
Mesure des gaz à effet de serre dans un étang (Indigirka). © Nikita Tananaev

Une équipe composée de deux pédologues et de deux hydrologues, a échantillonné des sols typiques dans la région pour en mieux comprendre la chimie et la teneur en carbone. Nous avons également prélevé des échantillons d’eau, notamment des nappes d’eau, des lacs thermokarstiques abondants sur la plaine inondable, des rivières et du pergélisol. Nous avons utilisé les chambres couvertes pour mesurer les flux de CO2 et de methane, les deux gaz à effet de serre puisants.

Thawing of ice-rich permafrost (Indigirka). Nikita Tananaev
Dégel du permafrost riche en glace (Indigirka). © Nikita Tananaev

Comme pour d’autres formes de dégradation du pergélisol se trouvant ailleurs, notre objectif était de collecter sur le terrain des données qui nous demontrent la façon dont le developpement des nappes d’eau sur les pentes et dans leurs vallées affecte les flux d’eau, de la matière dissoute et des gaz à effet de serre par rapport au terrain peu touché par l’effondrement du pergélisol. Par ailleurs, nous continuons à échantillonner la glace souterraine dans l’Arctique afin de mieux comprendre son origine et son âge grâce à ses signatures isotopiques et hydrochimiques.

Août 2022

Nouvelle zone d’étude du dégel pergélisol: Le Yukon au Canada.

Une partie de l’équipe de PRISMARCTYC sont allés dans le Yukon au Canada afin de collecter des données sur les impacts sur le cycle du Carbone du dégel du pergélisol en Arctique.

Le réchauffement climaLe réchauffement climatique est deux à trois fois plus important en Arctique qu’ailleurs sur la planète. Au Nord du Canada, dans le Yukon, comme dans certaines régions en Sibérie, le sol est gelé (pergélisol) et contient une grande quantité de glace (70% en volume) ce qui le rend vulnérable aux variations climatiques. Ce réchauffement rapide conduit déjà au dégel du pergélisol, provoquant un affaissement du sol, et la formation de nombreux lacs par fonte de la glace. Le carbone organique et d’autres éléments inorganiques (50% des stock totaux des sols terrestres), auparavant piégés dans le pergélisol, sont libérés vers les systèmes aquatiques. Les micro-organismes convertissent le carbone organique hautement biodégradable nouvellement disponible en gaz à effet de serre, amplifiant ainsi le réchauffement climatique.

Lac formé par le dégel du pergélisol. Zone de forêt brûlé en mai 2019. © Antoine Séjourné
Lac formé par le dégel du pergélisol. Zone de forêt brûlé en mai 2019. © Antoine Séjourné

L’équipe composée de chercheurs français, canadiens, américains et japonais ont étudié une zone près de la frontière avec l’Alaska où de nombreux lacs se développent activement par dégel du pergélisol. Le but de la mission a été de collecter des échantillons d’eau, de gaz, de sol et de pergélisol. Notre approche multidisciplinaire comprend la géomorphologie, la télédétection, l’hydrologie-hydrogéologie, la microbiologie et la géochimie.

Échantillonnage du pergélisol riche en glace. © Antoine Séjourné
Échantillonnage du pergélisol riche en glace. © Antoine Séjourné

Cette région de forêt boréale soumise à de fréquents feux de forêt est peu étudiée comparée à la toundra au nord. Ce nouveau site est comparé aux sites de Sibérie déjà étudiés par des chercheurs russes impliqués dans le projet. La meilleure connaissance et compréhension des modifications du cycle carbone et hydrologique en Arctique est un enjeu fondamental pour prédire les impacts du changement climatique à l’échelle planétaire.

Échantillonnage et filtration d’eau issue du dégel du pergélisol. © Antoine Séjourné
Échantillonnage et filtration d’eau issue du dégel du pergélisol. © Antoine Séjourné

15 juin 2022

Deux programmes de doctorat ont été approuvés dans le projet pour une durée de 3 ans (2022-2025) :

Sara OLLIVIER a été sélectionnée au laboratoire GEOPS (Université Paris Saclay, encadrant Antoine Séjourné) et EcoLab (Université Toulouse, encadrant Laure Gandois) avec le sujet : « Drivers of organic carbon transferts and dynamic in the thermokarst lakes in the Arctic : role of permafrost dégradation intensity , les processus hydrogéologiques et les variations saisonnières ». Cette thèse fera partie du WP 2.

Sarah OLLIVIER

Arthur Szylit a été sélectionné au laboratoire LOG (Université Littoral Côte d’Opale, encadrant Urania Christaki) et au laboratoire DEEM (Université Paris Saclay, Ludwig Jardillier) avec le sujet : « Rôle des micro-organismes dans les flux de gaz à effet de serre des zones humides formées par la dégradation du permafrost dans le Arctique ». Cette thèse fera partie du WP 3.

Arthur Szylit

12 juin 2022

Deux posters ont été présentés lors des Journées Scientifiques organisées par le CNFRAA du 10 au 12 juin 2022.

CNFRAA workshop est devenu un rendez-vous incontournable pour la recherche en milieu polaire et subpolaire en France.

C’est un atelier pluridisciplinaire et ouvert à tous les chercheurs des milieux polaires et subpolaires (Sciences Physiques, Géosciences, Sciences du Vivant et Sciences Humaines et Sociales), ils contribuent à la valorisation des travaux de recherche et favorisent les discussions et les échanges, notamment entre jeunes chercheurs. et des chercheurs polaires expérimentés.

15 février 2022

En raison de la situation géopolitique en Ukraine, la campagne de terrain de l'été 2022 a été répartie entre la Yakoutie centrale pour l'équipe russe et un nouveau site dans le Yukon pour l'équipe franco-japonaise-américaine.

15 novembre 2021

Plusieurs réunions au sein de chaque WP ont été organisées pour discuter des objectifs et des méthodes afin d'avoir des protocoles de terrain et des analyses de laboratoire communs. Plusieurs discussions ont porté sur les résultats de la campagne exploratoire dans les régions de Yakoutie centrale et de Chersky pendant la campagne de l'automne 2021.

1 août 2021

En raison des restrictions de voyage, aucune étude de terrain approfondie n'a été possible durant l'été 2021, mais quelques échantillonnages exploratoires de différents lacs et rivières en Yakoutie centrale et dans la région de Kolyma ont heureusement été possibles.

Ces données sont actuellement analysées et discutées par vidéoconférence afin de préparer les campagnes de terrain de l’été 2022. Parallèlement, les activités de sensibilisation au permafrost et au changement climatique avec des écoles primaires en France et en Yakoutie se poursuivent. Ces activités testées serviront à construire un manuel pour les enseignants avec des activités DYI qui est l’un des résultats du projet.

5 juillet 2021

La réunion de lancement du projet PRISMARCTYC par vidéoconférence en ligne de tous les participants a eu lieu du 5 au 7 juillet 2021.

Les objectifs étaient de présenter chaque participant du consortium, de définir les protocoles et la stratégie d’échantillonnage pour tous les WP.

Le temps choisi était d’une demi-journée pour permettre à chaque participant de Fairbanks au Japon en passant par l’Europe et la Yakoutie de participer.

Le 5 juillet a été consacré à faire connaissance avec une table ronde, un rappel de l’objectif du projet et des Work Packages ainsi qu’une présentation des sites de terrain.

Le 6 juillet a été consacré aux méthodes et protocoles d’échantillonnage avec une discussion sur la communication, la promotion du projet et des programmes de doctorat.

Le 7 juillet a été consacré à un atelier sur la communication et l’éducation vers les communautés locales qui est le WP 6. L’objectif était de présenter les différentes activités d’éducation et de sensibilisation.

1 avril 2021

Le projet PRISMARCTYC a été financé avec succès

Un nouveau projet a été financé avec succès par l’organisation Belmont Forum avec l’appel « Towards Sustainability of Soils and Groundwater for Society ».

Le projet PRISMARCTYC est en phase de maturation pour renforcer le consortium.

https://www.czen.org/content/prismarctyc

PRISMARCTYC Symbol 1

Summer 2022

Summer field campaign in northern tundra : lower Indigirka River, Russian Arctic

Part of the PRISMARCTYC team travelled to the Russian High Arctic region to track the current development of hillslope water tracks and associated fluxes in different geological contexts

The overarching goal of the PRISMARCTYC project is to relate changing climate and permafrost degradation with subsequent changes in soils, water bodies, climate-relevant gas fluxes, and societies. Our team of four brave Russian researchers traveled to the Northern Indigirka region, where climate is already warming at a pace 25% higher than regional average and is projected to warm further by over 2°C by mid-century.

Tundra landscape of the region of Indigirka. Nikita Tananaev
Tundra landscape of the region of Indigirka. © Nikita Tananaev

The High Arctic tundra landscape of the Northern Indigirka region is dominated by rolling hills with sparse vegetation underlain either by permafrost with high ice content in its westward section, or by Cretaceous and Jurassic rocks toward the east. Contemporary permafrost degradation in the region is limited to hillslopes where water tracks of various size and morphology are abundant, conveying water and dissolved components toward the Indigirka River. Their future in the warmer climate is still poorly understood, therefore we moved northward from our usual study site in central Yakutia and turned to these features uniting hydrology, geomorphology and permafrost.

Sampling of water from a creek (Indigirka). Nikita Tananaev
Sampling of water from a creek (Indigirka). © Nikita Tananaev
Measurement of greenhouse gases in a pond (Indigirka). Nikita Tananaev
Measurement of greenhouse gases in a pond (Indigirka). © Nikita Tananaev

A team comprised of two soil scientists and two hydrologists, sampled typical regional soils for basic chemistry and soil carbon content, also took samples from major water objects including water tracks, floodplain thermokarst lakes, rivers, and ground ice, and performed dark chamber measurements of carbon dioxide and methane fluxes, the two most potent climate-relevant gases. As with other forms of permafrost degradation elsewhere, our ultimate goal was to collect field evidence of how the development of hillslope water tracks over the previously undisturbed terrain affects water and chemical fluxes, and climate-relevant gas emissions.

Thawing of ice-rich permafrost (Indigirka). Nikita Tananaev
Thawing of ice-rich permafrost (Indigirka). © Nikita Tananaev

Besides, we continue to sample ground ice in the Arctic to better understand its origin and age through its isotopic and hydrochemical signatures.