Le Pergélisol, ou Permafrost

Le pergélisol est un horizon de subsurface qui ne dégèle pas pendant au moins 2 années consécutives. Il enregistre le déficit thermique climatique sur une durée longue (103 ans) avec une accumulation de glace en lentilles, surtout dans les premiers 10 m du sol.

Son horizon supérieur dégèle chaque année : c’est la couche active où se forment des cercles de pierres, des cryoturbations. Le pergélisol actuel s’étend à basse altitude entre 57°N sur les façades orientales de continent et 70°N sur les façades occidentales. Son épaisseur varie de 20 m au Sud pour atteindre 300m dans les zones déglacées il ya 10.000 ans et plus de 600m dans les secteurs hypercontinentaux non-englacé au Quaternaire ( Sibérie). Le record est détenu par les Monts de Verkoyansk, à l’Est de la Sibérie avec plus de 1.000m de profondeur. Le pergélisol peut être continu au Nord ( > 80% de la surface), discontinu (entre 30 et 80%) et sporadique au Sud (Islande, Laponie, Québec).

Au plus chaud de l’Holocène, il y a 8.000 ans, le pergélisol s’est restreint à la zone incluse dans le cercle polaire arctique. Depuis il a à nouveau progressé vers le Sud. Consécutivement à la baisse de l’insolation estivale au cours de l’Holocène, la propagation actuelle du pergélisol vers le sud atteint environ un 1/3 de son extension au dernier maximum glaciaire.

Le pergélisol arctique est vieux (7-5 millons d’années) selon les auteurs russes. Son inertie thermique l’a fait résister en profondeur, aussi bien au réchauffement du Pliocène inférieur (4,2 millions d’années, palmiers aux Pays Bas !) qu’au plus chaud des interglaciaires du Quaternaire récent, l’Eemien (132-110.000 ans, poissons portugais au Danemark !). Une grande quantité de glace s’est formée dans l’horizon sommital du pergélisol lors d’épisodes humides et chauds, par exemple il y a 8.000 ans. Le pergélisol plus récent est moins riche en glace. Quand cette glace accumulée fond, le sol s’affaisse : il se forme des lacs thermokarstiques. Ceci c’est déjà produit au début de l’Holocène et avant le Petit Age Glaciaire.

Lorsque le pergélisol se refroidit, il peut incorporer des tourbes, bloquant la production annuelle de méthane, notamment en zone subarctique continentale. En profondeur, vers 200 m, des hydrates de gaz (méthane) peuvent s’y accumuler en grande quantité ; à plus faible profondeur, ils ne se forment pas.

Le réchauffement actuel

Le pergélisol se réchauffe actuellement de manière modérée, tamponné par sa teneur en glace. Ce sont surtout les hivers qui sont plus chauds. Au Spitzberg, toutes conditions égales, la profondeur moyenne d’enfoncement du pergélisol continu est de 40 cm par rapport aux années 1980 (ITEX, modélisations, CRYOCLYM). En Alaska, en Islande et au Spitzberg, les formes de pergélisols discontinu ou sporadique se dégradent et disparaissent. Avec un réchauffement important du climat, on peut s’attendre à une rétraction du pergélisol dans ses limites d’il y a 8.000 ans, mais pas à sa disparition totale. Dans la plupart des régions à pergélisol, les perturbations liées aux activités humaines favorisent sa fonte comme en Sibérie ou au Nord du Québec (déforestation, circulation, plans d’eau). L’augmentation actuelle des précipitations estivales accélère ce processus, comme pour les glaciers. Actuellement, la production de méthane reprend dans les tourbières dégelées, mais le risque de dégazage d’hydrates en provenance du pergélisol est quasi-inexistant. En zone côtière, le relèvement du niveau marin, l’augmentation de la violence des tempêtes et un point de congélation plus bas de l’eau de mer font que le pergélisol littoral se dégrade très vite, sans que cela soit dû à un relèvement des températures.

Brigitte Van Vliet-Lanoe UMR 8110 CNRS Processus et Bilans des Domaines Sédimentaires SN5, Université Sciences et Technologies de Lille 59655 VILLENEUVE D'ASCQ Cédex, FRANCE phone (33) 3 20 33 71 17; fax: (33) 3 20 43 49 10 Courriel : Brigitte.Van-Vliet-Lanoe(at)univ-Lille1.fr