Selon une nouvelle étude, les fjords de l’Arctique pourraient stocker moins efficacement le carbone à l’avenir, à mesure que le réchauffement de la planète progresse, ce qui pourrait avoir des conséquences considérables sur le climat.
Les fjords de l’Arctique pourraient à l’avenir stocker le carbone de manière beaucoup moins efficace qu’auparavant. Telle est la conclusion des nouvelles recherches menées par une équipe internationale dirigée par Jochen Knies, du centre de recherche polaire iC3 de l’UiT, l’université arctique de Norvège, à Tromsø. Bien que le changement climatique puisse accroître la production primaire dans les fjords à court terme, la capacité de stockage du carbone sera compromise à long terme en raison de la diminution de la glace, de la modification des flux de nutriments et de la stratification croissante de la colonne d’eau.
L’étude porte sur le Kongsfjorden, au Svalbard, un fjord déjà gravement touché par l’atlantisation : les eaux chaudes de l’Atlantique affluent, la glace de mer recule et les glaciers fondent. Ces changements affectent directement les conditions physiques et la productivité biologique du fjord.
L’équipe de chercheurs a utilisé des biomarqueurs géochimiques provenant des sédiments marins pour étudier l’évolution de la composition du plancton dans le Kongsfjorden au cours des 14 000 dernières années, depuis le Younger Dryas, la dernière phase froide de l’ère glaciaire, jusqu’à aujourd’hui.
Les résultats, publiés le 25 avril dans Nature Communications Earth & Environment, montrent que les systèmes de fjords arctiques ont été sensibles et ont réagi aux changements climatiques passés, tels que la perte de glace et l’augmentation de la température, avec des changements spectaculaires dans la composition des espèces de la communauté phytoplanctonique et dans la capacité des fjords à stocker le carbone.
Les puits de carbone en transition
Les fjords sont considérés comme d’importants puits de carbone : le phytoplancton absorbe le dioxyde de carbone lors de la photosynthèse, et une partie de cette matière organique s’enfonce dans les fonds marins, où elle est stockée à long terme – un mécanisme naturel qui contribue à réguler le climat. Toutefois, l’efficacité de ce processus dépend fortement des conditions environnementales locales.
Pendant le Dryas inférieur, la couverture de glace de mer dans le Kongsfjorden était très étendue. Seules les algues spécialisées dans la glace ont pu survivre et la productivité était faible.
À la fin de cette période froide, il y a environ 11 600 ans, une augmentation rapide des températures a entraîné le retrait des glaciers. Dans le même temps, les eaux de fonte des glaciers ont entraîné de grandes quantités de nutriments dans la mer, provoquant un changement radical de la communauté phytoplanctonique : les diatomées ont dominé, la production primaire a fortement augmenté et, avec elle, l’apport de carbone organique dans les sédiments.
Toutefois, cet effet n’a été que temporaire. Au cours de la période chaude qui a suivi, le maximum thermique de l’Holocène, il y a environ 10 000 à 6 000 ans, l’apport d’eau de fonte a entraîné une diminution de la salinité des eaux de surface, ce qui a provoqué une plus grande stratification de la colonne d’eau et a donc entravé le transport vertical.
Moins de nutriments provenant des eaux profondes atteignent la couche superficielle inondée de lumière, et la pompe biologique qui transporte le carbone vers les profondeurs sous forme d’excréments et de matière organique morte s’est arrêtée. Bien que la productivité de la couche de surface soit restée élevée, une quantité moindre de carbone fixé a atteint le fond marin.
« Les changements que nous observons suggèrent que l’avenir des écosystèmes de ces fjords dépendra fortement de leur capacité à s’adapter à un climat plus chaud », déclare le Dr Knies dans un communiqué de presse de l’institut.
Impact sur l’écosystème des fjords
Ces schémas historiques pourraient se répéter aujourd’hui, mais à un rythme accéléré. Dans un courriel adressé à polarjournal.net, le Dr Knies met en garde :
« La question cruciale sera de savoir si la stratification de la colonne d’eau observée pendant le maximum thermique de l’Holocène se propage vers la haute mer et le futur océan Arctique libre de glace, y compris les mers épicontinentales telles que la mer de Barents. Si c’est le cas, l’impact de la réduction de la capacité de stockage du carbone peut être énorme ».
La mer de Barents stocke aujourd’hui beaucoup de carbone produit dans la zone photique. Si la mer de Barents est davantage stratifiée en raison de l’augmentation des températures de surface, l’océan risque de perdre cette capacité, car le carbone produit dans la zone photique sera probablement reminéralisé avant d’atteindre le fond marin.
En outre, les eaux de fonte des glaciers ont une influence majeure en tant que source de nutriments. La disparition des glaciers a des conséquences imprévisibles sur l’apport en nutriments dans le fjord et pourrait affecter négativement la santé des écosystèmes du fjord à long terme. Si le flux de nutriments n’est plus garanti, l’équilibre écologique pourrait être perturbé, ce qui aurait des conséquences sur le réseau trophique et la productivité globale des fjords.
Le rôle des fjords arctiques dans le stockage du carbone
Bien que les fjords arctiques ne couvrent qu’une petite partie de la superficie totale de l’océan Arctique, ils jouent un rôle crucial dans le stockage du carbone.
Des données récentes en provenance de Norvège montrent à quel point leur influence est importante : selon une étude réalisée en juin 2024, à laquelle le Dr Knies a également contribué, environ 814 millions de tonnes de carbone organique sont stockées dans les dix premiers centimètres de sédiments sur le seul plateau continental norvégien, à un taux d’accumulation annuel d’environ six millions de tonnes. Les fjords creusés par les glaciers sont particulièrement actifs et représentent près de la moitié du stockage. Ces sédiments marins dépassent donc largement les capacités de nombreux écosystèmes côtiers végétalisés tels que les herbiers marins ou les marais salants.
Ces résultats soulignent le rôle central que jouent les fjords dans le cycle mondial du carbone et l’importance de surveiller de près leur évolution future. Leur capacité de stockage pourrait diminuer considérablement dans un Arctique qui se réchauffe, ce qui laisserait davantage de dioxyde de carbone dans l’atmosphère et pourrait contribuer à aggraver le réchauffement de la planète.