La journée est ensoleillée en août et je monte en hélicoptère avec deux scientifiques de la Terre au-dessus du delta du Mackenzie, au Canada. Alors que nous nous rapprochons de l'océan Arctique de plusieurs kilomètres au nord, je jette un coup d'œil par la fenêtre pour tenter d'apercevoir le majestueux bœuf musqué, le grizzli ou d'autres animaux qui habitent parmi les vastes forêts canadiennes plantées d'arbres épineux, le Dr. Seussian.
Les mammifères charismatiques, cependant, ne sont pas ce que nous sommes ici. Le géochimiste Geoff Wheat et son technicien Trevor Fournier de l’University of Alaska Fairbanks sont à la recherche de quelque chose de beaucoup plus subtil dans le paysage étonnamment luxuriant ci-dessous: «Bubbles», dit Wheat, désignant l’un des milliers de lacs sous lesquels nous vivons. "C'est le lac que nous allons."
Bien sûr, ils ne sont peut-être pas aussi excitants que des grizzlis. Mais ces bulles sont pleines de méthane et Wheat et Fournier sont ici membres d’une plus grande collaboration internationale qui tente de mesurer la quantité de ce puissant gaz à effet de serre sortant des lacs. Il s’agit du quatrième voyage de M. Wheat dans la région depuis 2014, où il étudie des quantités infimes de métaux dans l’eau des lacs et dans les sédiments pouvant fournir des informations sur l’accumulation de méthane. Pour le reste de l'année, les deux partenaires travaillent principalement ensemble sur des projets en eaux profondes.
Déterminer la quantité de méthane qui quitte les lacs est crucial. Bien que moins répandu dans l'atmosphère que le dioxyde de carbone, le méthane est environ 30 fois plus puissant qu'un gaz piégeant la chaleur et a déjà représenté environ un sixième du réchauffement climatique récent, selon la NASA. En outre, à chaque degré d'augmentation de la température de la Terre, le méthane pénétrant dans l'atmosphère par les microorganismes des lacs et des zones humides devrait augmenter, ce qui aggraverait le problème dans son ensemble.
Dans l'Arctique canadien, ce gaz s'accumule dans les lacs chaque hiver sous un épais couvercle de glace. Au printemps, le couvercle fond et le méthane s'échappe dans les airs. Multipliez cet effet sur les étonnants 55 000 lacs de cet immense delta, l'un des plus vastes de l'Arctique, et le poids des émissions de gaz à effet de serre dégonflées chaque année pourrait atteindre 10 teragrammes.
Pour référence, c'est le poids de plus d'un million d'éléphants.
"Ce serait une partie très importante du flux global de méthane dans l'atmosphère qui venait de ce seul delta", a déclaré Beth Orcutt, océanographe au laboratoire Bigelow pour les sciences de la mer à East Boothbay, dans le Maine, et l'un des collaborateurs de Wheat.
Orcutt dit «le ferait», car elle et son équipe pensent que les modèles climatiques pourraient sous-estimer sérieusement le rôle que le méthane joue dans le delta dans le réchauffement climatique mondial. En conséquence, ils voient leur travail comme une urgence grave. Et pourtant, même si le réchauffement climatique dans cette région s'accélère - avec le soulèvement des routes et la difficulté des communautés à sécuriser leurs bâtiments, le financement fédéral pour la recherche sur le climat est devenu plus difficile à obtenir.
Pour soutenir leur projet, l'équipe adopte une approche de collaboration unique incluant des chercheurs américains et canadiens en géologie, microbiologie, limnologie (l'étude des lacs) et océanographie. Tous ces chercheurs entretiennent des liens étroits avec les communautés autochtones des Territoires du Nord-Ouest canadiens. «Je pense qu'il est inhabituel pour un scientifique des grands fonds de s'impliquer dans les lacs arctiques», déclare Lance Lesack, membre de l'équipe et limnologue de l'Université Simon Fraser en Colombie-Britannique, faisant référence à Orcutt et Wheat. "Mais un partenariat a beaucoup de sens pour répondre à des questions auxquelles nous n'avons pas été en mesure de répondre autrement."
En réunissant leurs forces de cette manière, on tire parti des fonds, des connaissances et de l'expérience, ajoute Lesack. En fait, de nombreux chercheurs disent que de telles collaborations créatives sont peut-être la voie la plus prometteuse alors que les climatologues luttent pour continuer à travailler dans l'un des environnements les plus en mutation du monde. Ce qui est une bonne chose, car avec la diminution des fonds fédéraux, ces chercheurs et ces communautés n'auront peut-être pas d'autre choix que de se regrouper.
Trevor Fournier prélève un échantillon d'eau dans un lac auquel nous avons accédé en hélicoptère dans le delta extérieur du fleuve Mackenzie. (Laura Poppick) …
Alors que nous volons vers Inuvik, une ville éloignée de 3 000 habitants et le port d'attache de l'équipe, je suis frappé par l'odeur de feu de forêt venant de loin. La chaleur de l'après-midi atteint presque 80 degrés Fahrenheit, ce qui ne refroidira pas beaucoup à la lumière du soleil de 24 heures qui caractérise l'été arctique. Mais parlez aux habitants, et ils disent que ces vagues de chaleur sont devenues plus courantes ces dernières années.
Albert Elias, un aîné inuvialuit, ou Inuit du Canada occidental, a grandi à la chasse sur les terres. Il a ajouté que le calendrier des saisons de chasse avait considérablement changé au cours de sa vie: la chasse au caribou au printemps commençait un mois plus tôt et la pêche sur la glace à l'automne commençait un mois plus tard. Aller et revenir des terrains de chasse est également devenu plus dangereux.
«Il y a beaucoup d'érosion sur la côte, dans le delta et partout. C'est vraiment mauvais », dit Elias.
Des scientifiques comme Lesack commencent à toucher des autochtones non scientifiques, comme Elias, qui vivent dans la région toute l'année, ont déjà ressenti les effets du réchauffement et possèdent leur propre connaissance intime de la terre qui contribuera à relier les pièces du puzzle du réchauffement. ensemble.
Lesack étudie les lacs de la région chaque année depuis 1989. La taille de ces lacs va de la taille d'un terrain de football à la taille d'un demi-terrain de tennis, et présente des courbes ressemblant à des orgues du corps. Ce paysage remarquablement marqué est unique à l'Arctique et a créé un point chaud biologique pour des milliers d'oiseaux de rivage migrateurs, de caribous, d'ombles chevaliers et d'autres animaux nicheurs.
Lesack a découvert que le moment de la débâcle des glaces sur le fleuve Mackenzie et les lacs environnants était également plus ancien depuis le début de ses études dans la région. Les nombreux lacs se forment à la suite de ce qu'on appelle un embâcle sur la rivière qui se produit chaque printemps. Dans ce processus, la glace se dissipe du sud au nord plus chaud - la même direction de la rivière - créant un barrage qui s'accumule en aval.
Cela envoie une vague de glace se briser progressivement et se diriger vers l'océan Arctique, dit Lesack. «Lorsque cela se produit, l'eau retombe derrière la glace et se dirige dans tous ces canaux», où elle se jette dans les lacs, ajoute-t-il.
Orcutt et Wheat se sont associés à Lesack pour étudier cette région ces dernières années, apportant avec eux un dispositif d'échantillonnage de l'eau innovant mais simple appelé OsmoSampler qu'ils utilisent pour leurs études en eaux profondes non liées. Capable de prélever des échantillons d'eau en continu pendant des mois ou des années sans source d'alimentation, cet appareil consiste en une bobine de tube étroit d'environ 1 millimètre de diamètre, connectée à une pompe dite osmotique. La pompe - attachée à l'aide d'une bobine dans une caisse en plastique pour lait - contient des chambres d'eau douce et salée séparées par une membrane.
Inventé par le chercheur Hans Jannasch à l'institut de recherche en aquarium de Monterey Bay dans les années 1990, le principal avantage de l'OsmoSampler est sa simplicité et sa capacité à collecter des échantillons d'eau en continu sans énergie. Chaque jour, de l'eau douce ruisselle vers le haut dans la chambre d'eau salée par osmose, aspirant passivement l'eau de l'environnement par l'autre extrémité du tube étroit.
«Dans ces régions reculées, il serait totalement irréaliste que quelqu'un aille faire ce genre de travail une fois par semaine», déclare Orcutt. "Donc, c'est l'avantage de ce que nous essayons de faire."
Les lacs du delta du Mackenzie occupent collectivement 50% de la superficie terrestre du delta. (Laura Poppick) …
En août, pendant plusieurs jours, j’ai rejoint l’équipe pour la collecte et le déploiement de ces échantillonneurs sur des lacs proches d’Inuvik et sur d’autres lacs situés dans l’extérieur du delta, accessibles uniquement par hélicoptère.
Le déploiement est agréablement simple. Un membre de l’équipe effectue une lecture GPS et une mesure de la profondeur de l’eau afin de pouvoir la retrouver dans des années, et nous nous en allons. Récupérer un OsmoSampler déployé l’année dernière est également assez simple. Nous suivons un point GPS là où il devrait être, et pêchons avec une tige en métal jusqu'à atteindre la sensation familière d'une caisse en lait. Lorsque tout se passe bien, l'ensemble du processus prend cinq minutes.
Mais si les échantillonneurs Osmo sont simples à déployer et peu coûteux à construire (le coût d’un matériau coûte environ 1 000 dollars), il est tout à fait autre chose d’amener les échantillonneurs là où ils doivent être. La location d'un hélicoptère pour une seule journée peut coûter 10 000 dollars, déclare Wheat. L’équipe doit également prendre en compte les coûts d’équipement de l’institut Aurora Research Institute (ARI) d’Inuvik, dont le siège est affilié au Collège Aurora, où il loue des bateaux, des laboratoires, ainsi que d’autres outils et équipements de sécurité nécessaires pour surmonter les obstacles environnement distant.
Et nous avons certainement rencontré des obstacles. Lors de ma première journée sur un chenal latéral du fleuve Mackenzie avec trois membres de l'équipe, nous avons rencontré un barrage de castor s'étendant sur toute la largeur du chenal large de 10 pieds. Plongée pour la plupart sous l’eau et sans castor, la construction consistait en d’épaisses tiges d’arbres ressemblant à des cure-dents, qui s’entassaient trop haut pour que nous puissions passer.
«Oh, les castors», a déclaré Hadley McIntosh, candidat au doctorat en chimie de l'environnement à l'Université du Maryland, qui avait déjà emprunté cette voie auparavant.
Prévoyant cet obstacle, l'équipe est arrivée préparée avec une scie à main.
«Je suis dans le coup», déclare Trevor Fournier, technicien de Wheat, vêtu de cuissardes, alors qu'il saute du bateau à moteur et nous dirige sur les bûches submergées pendant que Mitchell Bergstresser, un étudiant diplômé de Lesack, soulève le moteur.
Nous franchissons le barrage sans même avoir besoin de la scie. Mais ensuite, nous découvrons que le moteur ne démarre pas. Je regarde de face en face, essayant d'évaluer la gravité de la situation via le langage corporel. Tout le monde semble assez calme; après tout, nous avons (en quelque sorte) un service cellulaire sur place et pourrions demander de l'aide si nécessaire. Mais tout ce que je pouvais penser, c’était que nous avions navigué plus d’une heure en amont d’Inuvik et que nous étions maintenant à de nombreux milles de toute civilisation, dans le territoire privilégié des grizzlis.
Le reste de l'équipe ne semble pas décontenancé par l'incident. Après une heure de dépannage et avec une nouvelle paire de bougies d’allumage installées, nous poursuivons avec Fournier qui saute et nous tire plusieurs fois sur les segments peu profonds du canal. Quand nous arrivons enfin au lac vers lequel nous nous dirigeons, McIntosh pointe joyeusement l’eau à côté du bateau.
«Des bulles», dit-elle avec un sourire.
Les bulles de méthane proviennent de deux sources différentes dans ces lacs, explique McIntosh. Ils peuvent s'échapper de profondes nappes souterraines de gaz naturel, en passant par des fissures dans le sol qui ont toujours été isolées de l'atmosphère par des mètres de sol gelé. À mesure que le sol fond, le méthane s'infiltre, un phénomène qui a déjà été observé dans ce delta ainsi qu'en Alaska, au Groenland et dans d'autres parties de l'Arctique.
Le sol en cours de dégel devient lui-même une source de méthane, car il peut contenir des matières organiques sur lesquelles les microbes peuvent se régaler - et le méthane est un sous-produit des microbes consommant leur nourriture. McIntosh compare ce processus aux microbes mangeant un hamburger décongelé. «Il est plus facile de manger un hamburger qu'un glaçon», dit-elle. "Donc, à mesure que plus de hamburgers sont en train de décongeler, il est possible que plus de méthane soit produit."
Mitchell Bergstresser nous conduit dans un chenal latéral du fleuve Mackenzie, où des arbres s'effondrent dans la rivière. (Laura Poppick) …
Dans l’Ouest canadien et en Alaska, le mot «pergélisol» est en train de devenir impropre. De plus en plus de pergélisol est en train de fondre dans cette région, l'un des endroits les plus chauds de l'Arctique. Les températures hivernales ont augmenté de 3 à 4 degrés Celsius au cours des 50 dernières années, et le pergélisol s’est glissé vers le nord et s’est réchauffé d’environ 2 degrés Celsius depuis les années 1980, selon un rapport du programme de surveillance et d’évaluation de l’Arctique.
Cela non seulement met au défi la vie des personnes et des animaux sauvages qui y habitent, mais contribue également de manière significative au réchauffement provoquant le dégel à l'échelle mondiale. Malheureusement, le changement de plus en plus spectaculaire n’a pas provoqué plus, mais un financement fédéral moindre pour la climatologie, explique Wheat alors que nous naviguions autour du lac où nous avons effectué un hélicoptère plusieurs jours plus tard.
Cette année, le budget fédéral proposé réduit de 31% le financement de l'APE, ce qui aura un effet domino sur les autres sources de financement, a dit Wheat. «Lorsque l’EPA est touchée, le financement des universités est la première des conséquences», a déclaré Wheat. Alors que les fonds accordés aux universités par un organisme diminuent, les demandes de subvention inondent d’autres organismes, tels que la National Science Foundation, qui deviennent alors plus compétitifs.
Pour assurer la continuité de leurs travaux dans le delta du Mackenzie, Wheat s'attend à recourir de plus en plus aux fondations privées plutôt qu'au gouvernement fédéral, y compris aux fondations WM Keck, Gordon et Betty Moore. Mais il craint que le manque de financement gouvernemental ne nuise à la prochaine génération de scientifiques, qui pourraient ne pas acquérir les compétences acquises en se rendant sur le terrain, ce qui ne vient pas de rester assis dans une salle de classe, mais bien de faire quelque chose, il dit.
Je nous range contre le vent alors que Wheat pêche un OsmoSampler déployé l'été précédent. «C’est une grande vision courte du système éducatif», dit-il en secouant la tête.
Trevor Fournier (à droite) et Mitchell Bergstresser (à gauche) et Hadley McIntosh (au centre), étudiants aux cycles supérieurs, travaillent ensemble pour faire sortir un OsmoSampler d'un lac dans lequel il est assis depuis un an. (Laura Poppick) …
Selon Steve Kokelj, chercheur en pergélisol de la Northwest Territories Geological Survey, ces types de collaborations étendues sont essentiels pour résoudre les problèmes de plus en plus graves que les changements climatiques posent aux populations du nord. «Nous avons des problèmes sérieusement urgents», déclare Kokelj. «Je veux que d’autres personnes brillantes et bien dotées en ressources réfléchissent aux problèmes importants pour le Nord.»
Mais Kokelj a également averti que cette recherche devait plus que jamais être reliée aux communautés vivant dans le nord qui ont besoin d'ajuster leur mode de vie au moment où le lien qui unit leur paysage se défait.
«Si toutes les recherches effectuées visent à nourrir des modèles climatiques globaux ou à examiner des problèmes de nature globale, vous créez un décalage entre les efforts de recherche menés au niveau local et leur impact réel», déclare Kokelj. . "La dernière chose que nous voulons est de perpétuer ce décalage entre la science et le public."
À Inuvik, Lesack et ses collègues collaborent de plusieurs manières avec les communautés autochtones pour s'assurer que leur travail reste pertinent. Dès le départ, ils doivent obtenir la permission du conseil tribal des Gwich'in - un autre groupe important à Inuvik, en plus des Inuvialuit - pour mener des recherches sur leurs terres. L’équipe a également donné des conférences dans la communauté pour expliquer ses conclusions et a engagé des étudiants d’été locaux pour participer à des travaux sur le terrain et en laboratoire.
Elias, l'aîné des Inuvialuit, a travaillé pendant des années comme assistant de terrain pour fournir des services de sécurité et de guidage aux scientifiques de la région. Il affirme que la relation entre les autochtones et les scientifiques est particulièrement importante maintenant que tout le monde dans le Nord s'adapte aux changements rapides. «Il faut que les scientifiques et nous travaillions ensemble», dit-il. "Ce doit être tout le monde."
Même dans ce cas, certains Gwich'in ont tout d’abord un sentiment d’appréhension pour les climatologues, selon Robert Charlie, directeur des Services Gwich'in au Conseil tribal des Gwi'chin. Il dit que les autochtones parlent du changement climatique depuis des décennies et se demandent pourquoi les scientifiques continuent d'étudier ce qu'ils savent déjà.
Néanmoins, il applaudit à certains aspects de la recherche, notamment aux opportunités offertes aux jeunes autochtones de se rendre sur le terrain en tant qu’assistants de terrain. «Certains jeunes n’ont plus l’opportunité de s’installer sur les terres, c’est donc une bonne occasion de toucher quelques-uns des endroits où leurs ancêtres ont passé du temps», explique Charlie.
Et inversement, les scientifiques eux-mêmes disent qu’il est avantageux de travailler avec ces jeunes gens qui apportent curiosité, énergie et leur propre expérience du Nord.
«Cela peut être une communication à double sens», dit Lesack. Il ajoute qu'il a puisé dans les sources de connaissances traditionnelles des anciens autochtones pour obtenir des informations sur les modifications de la fonte des glaces sur la rivière qu'il n'aurait autrement aucun moyen de savoir. Il espère continuer à développer son travail avec les autochtones à l'avenir, en mettant éventuellement en place un programme de surveillance de l'environnement à long terme avec eux. "Cela pourrait nous permettre d'aborder des questions auxquelles nous ne pourrions pas autrement nous attaquer."
Alors que je suis assis avec son aîné, Elias, dans sa voiture, regardant un champ boueux à Inuvik, il rappelle l'importance de travailler ensemble pour lutter contre les changements dans l'Arctique. «C'était difficile à accepter au début, nous pensions que cela n'arriverait jamais», déclare Elias, parlant du changement climatique. "Mais c'est vrai."
Maintenant plus que jamais, scientifiques et indigènes doivent travailler ensemble pour résoudre ces problèmes.
«Mon sentiment est que nous devons travailler main dans la main», dit-il. "Nous devons travailler ensemble, car le changement arrive tout le temps."
