Le pergélisol couvre 20 à 25 % de la surface terrestre de l’hémisphère nord. L’augmentation récente de la température de l’air dans l’Arctique et le Subarctique est nettement supérieure à la moyenne mondiale. Les simulations climatiques prévoient un réchauffement continu et une augmentation de la fréquence des incendies de forêt. Ce changement rapide entraîne déjà une dégradation du pergélisol, provoquant un affaissement du sol et un thermokarst, ce qui affecte l’utilisation des terres et la stabilité des infrastructures. L’augmentation de l’épaisseur de la couche active modifie l’hydrologie des sols et les schémas de drainage des eaux souterraines.

En outre, de grandes quantités de carbone et d’autres éléments inorganiques, précédemment 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. Le pergélisol étant connu pour contenir de grandes quantités de carbone gelé, deux fois plus que sa teneur actuelle dans l’atmosphère, son dégel constitue un risque majeur en raison de la rétroaction positive sur le climat. En définitive, le changement climatique, par le biais du pergélisol et de la perturbation de l’habitat, affecte les communautés locales bâties sur le pergélisol et menace le mode de vie traditionnel des autochtones. Une meilleure compréhension des impacts de la fonte du pergélisol sur les sols, les flux d’eaux de surface et souterraines (zone critique) et le cycle du carbone, ainsi que de leurs facteurs de contrôle, contribuera à la compréhension de la rétroaction pergélisol-climat.

Contribuant à combler ce manque de connaissances, l’objectif global du projet PRISMARCTYC est de comprendre les différents processus hydrogéomorphologiques et biogéochimiques modifiant les sols pergélisolés, les écoulements d’eau de surface et souterraine, induits par la dégradation du pergélisol dans de petits bassins versants.

Cet objectif sera atteint en comparant différents sites en Sibérie, au Canada et en Alaska, avec différents contextes de pergélisol (par exemple, pergélisol Yedoma riche en glace ou tourbière de pergélisol riche en carbone ; pergélisol continu ou discontinu), sensibilité au climat, végétation, types de dégradation du pergélisol le long d’un gradient latitudinal et longitudinal. Les principaux sites d’étude en Sibérie et au Canada ont été choisis en fonction de l’expertise des membres de l’équipe pour couvrir un large éventail de contextes de pergélisol et de types de dégradation, afin de permettre des comparaisons croisées. Les basses terres de la Yakoutie centrale (Sibérie orientale), le sud-ouest du Yukon (Canada) et Chersky (nord-est de la Yakoutie, Sibérie orientale) seront les principales zones d’étude où des travaux de terrain intensifs seront menés. Olekma (Yakoutie du Sud, Sibérie orientale) et Batagay (Yakoutie du Nord, Sibérie orientale) seront les sites d’étude secondaires, où les recherches sur le terrain seront moins détaillées. Igarka (Sibérie occidentale) et l’Alaska (transect de la chaîne Denali à la station North Slope Toolik) sont choisis comme sites comparatifs car ils ont déjà été étudiés par les membres du projet.