Évolutions des écosystèmes

Évolutions des écosystèmes et impact sur les sociétés arctiques – Le pergélisol, la glace terrestre et la neige

Coordination : Antoine Séjourné, Emilie Gauthier

Dans ce thème, les recherches se focalisent sur l’analyse des climats et des écosystèmes arctiques et subarctiques et leurs évolutions récentes, mais aussi sur le temps long. Les terrains investis sont très variés et couvrent l’ensemble des zones arctiques et de la cryosphère (glaciers au Groenland et en Islande, en particulier) et pergelées (Alaska, Sibérie et Canada).

Les analogies temps long-actuel, fondées sur l’analyse comparative des archives paléoenvironnementales et des transformations actuelles des milieux arctiques face aux changements globaux, ont pour objectif de mieux comprendre les trajectoires des écosystèmes sur le temps long et de s’interroger sur les stratégies mises en œuvre par les sociétés anciennes et actuelles face aux changements. La combinaison des approches archéologiques et paléoenvironnementales avec les résultats des recherches géomorphologiques, hydrologiques et géophysiques portant sur les processus en cours enrichit la connaissance du fonctionnement des milieux et des sociétés les ayant occupés. La mise en évidence des interactions entre sociétés et environnements passe également par une approche de rétro-observation permettant de comprendre l’évolution de la constitution des paysages en lien avec le climat ou les activités humaines. Dans certains cas l’examen des impacts actuels peut servir de référentiel pour préciser, voire quantifier, les impacts/activités passés.

De l’expérimental au terrain : la dégradation du pergélisol Un effet notable du dégel du pergélisol est de modifier le cycle du carbone, aboutissant à la libération de carbone dans les hydrosystèmes et celle de gaz à effets de serre (GES) dans l’atmosphère, intensifiant ainsi le réchauffement climatique. L’objectif de cet axe est de reconstituer les dégradations du pergélisol passées et actuelles et leurs conséquences et de déterminer le comportement du pergélisol en profondeur en réponse à sa dégradation superficielle. Nous nous intéressons ici à mieux évaluer l’influence du pergélisol sur les mécanismes de rétroaction entre érosion, hydrologie, climat et végétation. Les impacts de la dégradation des pergélisols et des processus associés (thermokarst, cryoturbation, …) sont analysés pour déterminer la part relative de chacun de ces processus sur la diffusion des GES. Il s’agit d’étudier les changements géomorphologiques, hydrologiques et thermiques lors de la dégradation à différentes échelles spatiales et temporelles à partir de l’analyse couplée de plusieurs indicateurs (lac thermokarstique, talik, glissement de terrain dû au dégel, débits des cours d’eau). Ces processus sont étudiés sur le terrain, via l’analyse d’images satellite, ou encore de manière expérimentale, en chambre froide.

L’eau dans tous ses états

La fonte des glaciers et la dégradation du pergélisol induisent une augmentation sans précédent à l’échelle de l’Holocène des transferts d’eau des versants aux lits fluviaux, puis aux océans. Extension des lacs de thermokarst, augmentation des débits hivernaux, aggravation à la fois des crues et des sécheresses dans les cours d’eau, signent une accélération du cycle hydrologique à l’échelle des bassins versants. Les zones humides et les plaines d’inondation sont des zones de très forte biodiversité dont les écosystèmes sont profondément perturbés par les modifications hydrologiques. En travaillant sur une approche intégrant les populations locales, des chercheurs issus des sciences de l’environnement et des sciences humaines travaillent ensemble sur un certain nombre d’indicateurs des perturbations qui affectent l’ensemble de l’hydrosystème : changements de l’hydrosphère (neige, glace, eau), processus de dégradation du pergélisol (thermokarst, ravin de thermo-érosion, retrogressive thaw slumps …) et de la végétation et des micro-organismes associés aux milieux humides et aquatiques.

La forêt, le bois, le feu

Dans les zones arctiques et subarctiques, le milieu végétal, particulièrement sensible aux perturbations, a subi de profondes transformations au fil du temps sous l’action de facteurs climatiques ou encore biologiques (e.g., humains, grands herbivores). Cet atelier s’intéresse à la biomasse ligneuse – dont l’évolution à long, moyen et court terme renseigne sur des changements environnementaux multi- scalaires – ainsi qu’aux productions humaines matérielles et immatérielles autour du bois et ses usages en forêt boréale et en toundra dans une optique (paléo)ethnobotanique. Les thématiques traitées concernent particulièrement la physionomie des paysages passés, l’émergence des écosystèmes de forêt boréale, l’évolution des forêts alluviales et des milieux humides et les liens entre les formations végétales, le bois et leurs usages et représentations au sein des sociétés actuelles.