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Le méthane et les nouveaux régimes climatiques en Sibérie // Methane and new climate regimes in Siberia

Concentrations de CO2 : 425,44 ppm (11 septembre 2026)             

Concentrations de CH4 : 1939.44 ppb (mai 2026)

J’ai rédigé plusieurs notes sur ce blog à propos des conséquences du dégel du permafrost en Sibérie, notamment en ce qui concerne le méthane. Aujourd’hui, une nouvelle étude publiée dans la revue Science révèle l’émergence de deux régimes climatiques distincts en Sibérie, séparés par le fleuve Ienisseï, sous l’effet du réchauffement de l’Arctique. L’étude prévient que ces régimes pourraient déclencher des émissions incontrôlées de méthane.
Alors que la Sibérie occidentale devient plus humide, la partie orientale de la région s’assèche et devient plus sujette aux feux de forêt. Entre 2010 et 2023, les émissions de méthane en Sibérie ont augmenté de 5 % par an. La Sibérie occidentale libère du méthane principalement par l’activité microbienne dans les sols en dégel, tandis que la Sibérie orientale rejette ce gaz via la combustion de la biomasse. Compte tenu de l’accélération observée du dégel du pergélisol, de l’activité des zones humides et de la fréquence des feux de forêt, une hausse des émissions de méthane était prévisible, mais pas dans des proportions aussi importantes.
Les émissions annuelles de méthane ont augmenté d’environ 12 millions de tonnes au cours de la période étudiée, ce qui est équivalent à la hausse des émissions de méthane dans les zones humides à l’échelle mondiale. Bien que la Sibérie ne représente actuellement qu’environ 5 % des émissions globales de méthane, la région est l’une des sources naturelles de méthane dont le volume augmente le plus rapidement sur la planète.
Dans le cadre de leur étude, les chercheurs ont combiné des observations satellitaires et des mesures effectuées près de la surface pour cartographier l’évolution des émissions de méthane en Sibérie. Plutôt que d’additionner les sources individuelles de méthane au sol, ils ont eu recours à une méthode de modélisation appelée « système d’inversion des flux de méthane » – methane flux inversion system – qui leur a permis de limiter l’incertitude de leurs estimations à environ 10 %.
Les résultats de l’étude montrent que le réchauffement de l’Arctique amplifie les émissions de méthane par des voies distinctes en Sibérie occidentale et orientale car ces régions sont soumises à des régimes climatiques différents.

Les chercheurs ont également utilisé des modèles climatiques pour prévoir les futures émissions de méthane en Sibérie ; ils ont constaté qu’un réchauffement supplémentaire pourrait libérer des millions de tonnes de gaz à effet de serre stockés dans les forêts et le pergélisol, accélérant ainsi davantage la tendance au réchauffement.
En Sibérie occidentale, le méthane est principalement libéré par le pergélisol. La Sibérie renferme 46 % du pergélisol de l’hémisphère nord, et ce sol gelé emprisonne d’immenses quantités de carbone accumulées au fil des millénaires. La Sibérie occidentale est influencée par le mode de circulation atmosphérique scandinave qui se caractérise par un centre de circulation principal au-dessus de la Scandinavie et des centres secondaires opposés situés au-dessus de l’Europe occidentale et de l’est de la Russie.

Le mode de circulation atmosphérique scandinave (illustré ici dans sa phase positive) se caractérise par différents systèmes de pression au-dessus de la Scandinavie, de l’Europe occidentale et de la région située entre l’est de la Russie et l’ouest de la Mongolie. (Source: NOAA)

Le réchauffement climatique conduit la configuration météorologique dite « scandinave » à transporter davantage de chaleur et d’humidité depuis l’Atlantique Nord vers la Sibérie occidentale. Conjugué à la hausse rapide des températures en Sibérie occidentale, ce phénomène entraîne un dégel généralisé du pergélisol et libère du carbone que les microbes peuvent transformer en méthane.
À l’inverse, la Sibérie orientale subit l’influence de l’Oscillation arctique qui provoque un effet de bascule de la pression atmosphérique entre l’Arctique et les latitudes moyennes de l’hémisphère nord. Le réchauffement climatique affecte l’Oscillation arctique, et favorise l’installation de systèmes de haute pression persistants qui intensifient les vagues de chaleur, réduisent la couverture nuageuse et attisent les feux de forêt en Sibérie orientale.
Les modèles climatiques présentés dans la nouvelle étude indiquent que les émissions de méthane augmenteront parallèlement à la hausse des températures et que cette progression pourrait s’accélérer à mesure que la planète se réchauffe, déclenchant ainsi une boucle de rétroaction.
Source : Live Science via Yahoo News.

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I have written several posts about the consequences of the melting permafrost in Siberia, especially as far as methane is concerned. Today, a new study published in the journal Science informs us that two distinct climate regimes are emerging in Siberia because of Arctic warming and they could trigger runaway methane emissions. The Yenisei River delineates the stwo environmental states.

While western Siberia is becoming wetter these days, the eastern part of the region is getting drier and more prone to wildfires.

Between 2010 and 2023, methane emissions from Siberia rose by 5% per year, with western Siberia releasing methane mainly via microbial activity in thawing soils and eastern Siberia discharging the gas through biomass burning. Given the observed increases in permafrost thaw, wetland activity, and wildfire occurrence, an increase in methane emissions was expected, but not in solarge and sustained proportions.

Annual methane emissions grew by about 12 million tons over the study period, which corresponds to the rate of increase in methane emissions from wetlands worldwide. Although Siberia currently makes up only about 5% of global methane emissions, the region is becoming one of the fastest-growing natural methane sources on the planet.

In their study, the researchers integrated satellite observations with near-surface measurements to map methane emissions from Siberia over time. Instead of adding up individual methane sources on the ground, the researchers used a modeling method known as a methane flux inversion system, which helped them limit the uncertainty in their estimates to roughly 10%.

The results of the study show that Arctic warming amplifies methane emissions via distinct pathways in western and eastern Siberia because the regions are influenced by different climate patterns. The researchers also used climate models to predict future methane emissions from Siberia and found that additional warming could unleash millions of tons of greenhouse gases stored in forests and permafrost, which would further accelerate the warming trend.

In western Siberia, methane is released mainly from permafrost. Siberia holds 46% of the Northern Hemisphere’s permafrost, and this icy sediment traps vast amounts of carbon that have accumulated for thousands of years. Western Siberia is influenced by the Scandinavian pattern of atmospheric circulation that consists of a main circulation center over Scandinavia and opposing weaker centers over Western Europe and eastern Russia. Global warming makes the Scandinavian pattern transport more warmth and moisture to western Siberia from the North Atlantic. Together with soaring temperatures in western Siberia itself, this triggers extensive permafrost thaw and unlocks carbon that microbes can convert into methane.

Conversely, eastern Siberia is influenced by the Arctic Oscillation which causes atmospheric air pressure to « seesaw » between the Arctic and the Northern Hemisphere’s middle latitudes. Climate change affects the Arctic Oscillation, leading to persistent high-pressure systems that intensify heat waves, reduce cloud cover and promote wildfires in eastern Siberia.

The climate models suggested by the new study show that methane emissions will increase with temperature rise and that the increase could become steeper the hotter the world gets, triggering a feedback loop.

Source : Live Science via Yahoo News.

Réchauffement climatique : risque de propagation de maladies // Global warming : risk of spreading diseases

J’ai expliqué dans plusieurs notes sur ce blog que le dégel du pergélisol peut avoir des conséquences désastreuses pour les populations qui vivent dans la toundra, avec un risque de contamination par de nouvelles maladies. Selon l’Agence de protection de l’environnement (EPA), les températures du pergélisol en Alaska ont augmenté en moyenne de 0,3 °C par décennie entre 1978 et 2023. Le dégel du permafrost peut avoir des répercussions à l’échelle mondiale. Lorsque des microbes ne sont plus emprisonnés dans leur gangue de glace, ils commencent à consommer de la matière organique et générer des gaz comme le méthane et le dioxyde de carbone. Plus ces gaz – qui contribuent au réchauffement climatique – sont libérés dans notre atmosphère, plus ils risquent d’accentuer la hausse des températures et contribuer ainsi, à la fonte des glaces.
Une étude publiée dans la revue Science of the Total Environment en décembre 2024 prévient qu’avec l’accélération du réchauffement climatique dans la région, l’Arctique pourrait devenir un lieu de transmission de maladies de l’animal à l’homme. Les auteurs de l’étude expliquent qu’avec la fonte des glaces davantage de zoonoses seront amenés à se propager. Les zoonoses sont des maladies infectieuses transmissibles des animaux aux humains. Les chercheurs soulignent plusieurs facteurs qui font de l’Arctique une zone préoccupante en matière de zoonoses. La hausse des températures à l’échelle de la planète pourrait les lier les uns aux autres et les amplifier.
Avec la disparition des calottes glaciaires, les humains et la faune sauvage sont confrontés à des problèmes tels que l’élévation du niveau de la mer et les effets connexes de la perte d’habitat et de biodiversité. Ainsi, lorsque les espèces qui ont besoin de glace solide pour vivre, se reproduire et chasser perdent leurs territoires à cause de la fonte, leurs populations déclinent, ce qui a également des répercussions en aval de la chaîne alimentaire.
La perte d’habitat et de biodiversité peut également favoriser la propagation de maladies en augmentant les interactions entre les animaux et les humains. De plus, les scientifiques pensent que la perte de biodiversité peut signifier que les espèces restantes sont les plus résistantes et, par conséquent, celles qui sont le plus susceptibles de transmettre les maladies infectieuses.
Nous savons déjà que les effets de la fonte des glaces de l’Arctique se font sentir à l’échelle mondiale. Elle peut avoir un impact au niveau du climat, avec le potentiel de provoquer des phénomènes météorologiques extrêmes partout dans le monde. Les auteurs de l’étude ont écrit que « les habitants de l’Arctique sont souvent en contact étroit avec la faune sauvage et en dépendent pour leur subsistance ». Au final, les ressources alimentaires pourraient constituer une autre voie de transmission d’agents pathogènes, déjà favorisée par la perte d’habitat, la perte de biodiversité et le dégel du pergélisol.
L’étude souligne également que les maladies originaires de la région « ont un potentiel de propagation globale plus important que jamais ». Cela signifie que le monde entier pourrait être touché par une pandémie.
En conclusion, l’étude appelle à une intensification de la surveillance et de la protection de l’Arctique. Elle souligne l’importance d’intégrer les savoirs traditionnels autochtones. Les auteurs insistent également sur l’importance des campagnes de santé publique et de l’amélioration des infrastructures pour informer et soutenir les personnes susceptibles d’être touchées en premier.
Source : Science of The Total Environment, Volume 957, 20 décembre 2024, 176869.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969724070268?via%3Dihub

 

Voies potentielles de transmission du parasite zoonotique Toxoplasma gondii dans l’Arctique, en mettant l’accent sur les espèces sauvages en liberté et l’environnement partagé (document issu de l’étude)

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I have explained in several posts that the thawing of the permafrost can have disastrous consequences for the populations that live in the tundra, with the risk of contamination by new diseases. According to the Environmental Protection Agency, permafrost temperatures in Alaska have increased at an average rate of 0.6°F (.3°C) per decade from 1978 to 2023. Thawing permafrost can affect the whole world more globally. When microbes newly unlocked from their deep freeze begin to consume organic matter, they can produce gases like methane and carbon dioxide. The more this heat-trapping pollution is released into our atmosphere, the more we are likely yo be confronted with the rising temperatures that cause ice melt in the first place.

A study published in the journal Science of the Total Environment in December 2024 warns that with the acceleration of global warming in the region, the Arctic could increasingly become the site of animal-to-human disease transfer. As the ice melts, the authors of the study explain that more zoonoses may spread. Zoonoses are infectious diseases that can be transmitted from animals to humans The researchers outline several factors that make the Arctic an area of concern when it comes to zoonoses. Rising global temperatures have the potential to connect and amplify them all.

As ice sheets disappear, humans and wildlife face issues like rising sea levels and the related effects of habitat and biodiversity loss. For example, when species that require solid ice on which to live, reproduce, and hunt lose their grounds to melting, their populations decline, with impacts further down the food chain too.

Habitat and biodiversity loss can also favour the spread of disease by increasing animal-human interactions. Additionally, scientists think that biodiversity loss can mean] that the species that remain are the most competent ones and, as such, the ones that are really good at transmitting infectious diseases.

We already know that the impacts of Arctic ice melt are felt globally. Melting ice can influence shifts in weather patterns, with the potential to cause extreme weather events everywhere.

The co-authors wrote in the study that « Arctic inhabitants are often in close contact with, and dependent on, wildlife for sustenance. » Food supplies could be another route of transmission for pathogens already given a leg up by habitat loss, biodiversity loss, and permafrost melting.

The study also notes that diseases originating in the region « have more potential to spread globally than ever before. » This means the whole world could be affected at the pandemic level.

In its conclusion, the study calls for more monitoring and protection in the Arctic, highlighting the importance of integrating traditional Indigenous knowledge. The authors also note the importance of public health campaigns and improved infrastructure to inform and support those who might be impacted first.

Source : Science of The Total Environment, Volume 957, 20 December 2024, 176869.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969724070268?via%3Dihub

Le dégel du permafrost bouleverse l’Arctique (2ème partie) // Thawing permafrost disturbs Arctic (part two)

Au fil des décennies, voire des siècles, la neige en train de fondre s’infiltre dans les fissures du sol en formant des coins de glace.

Photo: C. Grandpey

Ces coins forment des creux dans le sol qui les surmonte. En effet, lorsqu’ils fondent, le sol au-dessus s’effondre. Le dégel des coins de glace a augmenté en raison du réchauffement climatique.

Dans de nombreuses régions arctiques, le dégel du pergélisol a également été accéléré par les incendies de forêt. Dans les régions arctiques de pergélisol, ils ont accéléré le dégel et l’effondrement vertical du sol gelé jusqu’à 80 ans après l’incendie. Étant donné que le réchauffement climatique et les perturbations causées par les incendies de forêt devraient augmenter à l’avenir, ils ne feront qu’accélérer le rythme de changement dans les paysages nordiques. [NDLR : À ces incendies de forêts,il faudrait ajouter les feux zombies qui continuent à se consumer insidieusement dans le sous-sol, même pendant la période hivernale.]
Les températures froides et les courtes saisons de croissance ont longtemps limité la décomposition des plantes mortes et de la matière organique dans les écosystèmes nordiques. De ce fait, près de 50 % du carbone organique mondial du sol était stocké dans ces sols gelés. Aujourd’hui, le dégel du pergélisol lui permet de se libérer.

Incendie zombie dans l’Arctique (Presse canadienne)

Les transitions abruptes que nous observons aujourd’hui – lacs devenant des bassins asséchés, toundra arbustive se transformant en étangs, forêts boréales de plaine devenant des zones humides – accéléreront non seulement la décomposition du carbone enfoui dans le pergélisol, mais aussi la décomposition de la végétation de surface qui disparaîtra dans des environnements saturés en eau.
Les modèles climatiques montrent que les impacts de telles transitions pourraient être désastreux. Par exemple, une modélisation récente publiée dans Nature Communications révèle que la dégradation du pergélisol et les bouleversements du paysage qui en découlent pourraient entraîner une multiplication par 12 des émissions de carbone dans un scénario de fort réchauffement d’ici la fin du siècle.
Cela est particulièrement important car on estime que le pergélisol contient deux fois plus de carbone que l’atmosphère à l’heure actuelle. La profondeur du pergélisol varie considérablement ; elle dépasse 900 mètres dans certaines parties de la Sibérie et 600 mètres dans le nord de l’Alaska, et diminue rapidement en se déplaçant vers le sud. Des études ont montré qu’une grande partie du pergélisol peu profond, de 3 mètres de profondeur ou moins, dégèlerait probablement dans sa totalité si le monde continuait sur sa trajectoire de réchauffement actuelle.

De plus, dans les environnements gorgés d’eau et dépourvus d’oxygène, les microbes produisent du méthane, un gaz à effet de serre puissant, 30 fois plus efficace pour réchauffer la planète que le dioxyde de carbone, bien qu’il ne reste pas aussi longtemps dans l’atmosphère.

L’ampleur du problème que le dégel du pergélisol est susceptible de poser pour le climat reste une question ouverte. Nous savons déjà qu’il libère des gaz à effet de serre. Les causes et les conséquences du dégel du pergélisol et des transitions paysagères associées sont des domaines de recherche actifs. Pour les personnes qui habitent dans ces régions, la disparitions des terres (utilisées pour l’élevage des rennes par exemple) et la déstabilisation des sols signifient qu’elle devront faire face à des risques et des coûts, notamment avec les dégâts causés aux routes et l’affaissement des bâtiments.

Source : Adapté d’un article paru dans The Conversation et relayé par Yahoo Actualités.

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Over decades to centuries, melting snow seeps into cracks in the soil, building up wedges of ice. These wedges cause troughs in the ground above them, creating the edges of polygons. As ice wedges melt, the ground above collapses. Overall rates of ice wedge thawing have increased in response to climate warming.

Across many Arctic regions, the thawing of permafrost has also been hastened by wildfire. Wildfires in Arctic permafrost regions increased the rate of thaw and vertical collapse of the frozen terrain for up to eight decades after fire. Because both climate warming and wildfire disturbance are projected to increase in the future, they may increase the rate of change in northern landscapes.

Cold temperatures and short growing seasons have long limited the decomposition of dead plants and organic matter in northern ecosystems. Because of this, nearly 50% of global soil organic carbon is stored in these frozen soils. [Editor’s note] In addition to these forest fires, we should add zombie fires which continue to burn insidiously underground, even during the winter period. Today, the thawing of the permafrost is allowing it to get free.

The abrupt transitions we are seeing today – lakes becoming drained basins, shrub tundra turning into ponds, lowland boreal forests becoming wetlands – will not only hasten the decomposition of buried permafrost carbon, but also the decomposition of above-ground vegetation as it collapses into water-saturated environments.

Climate models suggest the impacts of such transitions could be dire. For example, a recent modeling study published in Nature Communications suggested permafrost degradation and associated landscape collapse could result in a 12-fold increase in carbon losses in a scenario of strong warming by the end of the century.

This is particularly important because permafrost is estimated to hold twice as much carbon as the atmosphere today. Permafrost depths vary widely, exceeding 900 meters in parts of Siberia and 600 meters in northern Alaska, and rapidly decrease moving south. Studies have suggested that much of the shallow permafrost, 3 meters deep or less, would likely thaw if the world remains on its current warming trajectory.

What is more, in water-logged environments lacking oxygen, microbes produce methane, a potent greenhouse gas 30 times more effective at warming the planet than carbon dioxide, though it doesn’t stay in the atmosphere as long.

How big of a problem thawing permafrost is likely to become for the climate is an open question. We know it is releasing greenhouse gases now. But the causes and consequences of permafrost thaw and associated landscape transitions are active research frontiers. For people living in these areas, slumping land and destabilizing soil will mean living with the risks and costs, including buckling roads and sinking buildings.

Source : Adapted from an article in The Conversation via Yahoo News.

Le dégel du permafrost bouleverse l’Arctique (1ère partie)// Thawing permafrost disturbs Arctic (part one)

Au cours de ma conférence « Glaciers en péril », j’insiste sur l’impact du réchauffement climatique sur le pergélisol de l’Arctique dont le dégel bouleverse les paysages et la vie des habitants de cette partie du monde. Un article paru dans The Conversation développe tous ces aspects et résume bien la situation.

 

Terres recouvertes par le permafrost (Source: NASA)

Lors de mes voyages en Alaska, j’ai pu observer plusieurs éléments révélateurs du dégel du pergélisol. De nombreuses routes sont en mauvais état et certaines d’entre elles sont même gondolées. Certains bâtiments ont été construits sur pilotis pour permettre une meilleure circulation de l’air et ralentir le dégel du sol. Dans la nature, on voit parfois des « forêts ivres » car les racines des arbres ne sont plus maintenues par le sol gelé. Partout dans l’Arctique, de grands lacs, de plusieurs kilomètres carrés, ont également disparu en l’espace de quelques jours.

Photos: C. Grandpey

Photo: The Siberian Times

À mesure que les sols gelés se réchauffent, ils se déstabilisent, défaisant et révélant un tissu qui a façonné ces écosystèmes dynamiques au fil des millénaires. Sous la surface, lorsque le sol dégèle, les microbes commencent à se nourrir de matière organique qui a séjourné dans les sols gelés pendant des millénaires. Ces microbes libèrent du dioxyde de carbone et du méthane, de puissants gaz à effet de serre. Lorsque ces gaz s’échappent dans l’atmosphère, ils réchauffent encore plus le climat, créant une boucle de rétroaction.

La disparition de grands lacs, d’une superficie de plusieurs kilomètres carrés, est l’un des exemples les plus frappants de la transition subie ces dernières années par les paysages arctiques. Les lacs se vident latéralement à mesure que se développent des canaux de drainage plus larges et plus profonds, ou verticalement par l’intermédiaire de taliks, couches de sol dégelé durant toute l’année, qui se trouvent au milieu d’une zone de pergélisol, et qui favorisent l’évacuation de l’eau de ces lacs. On a maintenant la preuve que les eaux de surface dans les régions de pergélisol sont en train de se réduire. Le phénomène s’accentue avec les saisons estivales plus chaudes et plus longues. Les drainages de lacs les plus catastrophiques ont été observés au cours des cinq dernières années dans le nord-ouest de l’Alaska. La disparition des lacs dans toutes les zones de pergélisol est susceptible d’affecter les moyens de subsistance des communautés autochtones.

Le dégel et la disparition du pergélisol provoquent également des affaissements de pans de montagnes et des glissements de terrain à un rythme croissant dans l’Arctique russe et nord-américain, avec des glissements de sol, de plantes et de débris.
Une nouvelle étude réalisée dans le nord de la Sibérie a révélé que les surfaces terrestres ainsi déstabilisées ont augmenté de plus de 300 % au cours des deux dernières décennies. D’autres études sont arrivées à des conclusions similaires dans le nord et le nord-ouest du Canada.

Glissement de terrain dans le sol arctique (Crédit photo: CNRS)

Source : Adapté d’un article paru dans The Conversation et relayé par Yahoo Actualités.

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During my conference « Glaciers at risk », I insist on the impact of global warming on the permafrost in the Arctic whose thawing is upsetting the landscapes and the lives of people in that part of the world. An article released in The Conversation develops all these aspects and gives a good summary of the situation.

When I travelled in Alaska, I could observe several features revealing the thawing of the permafrost. Many roads are in bad repair and some of them are even undulating. Some buildings have been built on stilts to allow a better circulation of the air beneath them and slow down the thawing of the frozn ground. In nature, one sometimes sees ‘drunken forests’ as the roots of the trees are no longer mainteined by the frozen ground. Across the Arctic, massive lakes, several square miles in size, have also disappeared in the span of a few days.

As the frozen soils warm, the ground destabilizes, unraveling the fabric that has shaped these dynamic ecosystems over millennia. Under the surface, when the ground thaws, microbes begin feasting on organic matter in soils that have been frozen for millennia. These microbes release carbon dioxide and methane, potent greenhouse gases. As those gases escape into the atmosphere, they further warm the climate, creating a feedback loop.

The disappearance of large lakes, multiple square kilometers in size, is one of the most striking examples of recent patterns of northern landscape transitions. The lakes are draining laterally as wider and deeper drainage channels develop, or vertically through taliks, where unfrozen soil under the lake gradually deepens until the permafrost is penetrated and the water drains away. There is now overwhelming evidence indicating that surface water across permafrost regions is declining. The phenomenon increases with warmer and longer summer seasons. The highest rates of catastrophic lake drainage were observed over the past five years in northwestern Alaska. The disappearance of lakes across the permafrost extent is likely to affect the livelihoods of Indigenous communities.

The thaw and collapse of buried glacial ice is also causing hillsides to slump, with landslides at increasing rates across the Russian and North American Arctic, sending soil, plants and debris downslope.

One new study in northern Siberia found that the disturbed land surfaces increased over 300% over the past two decades. Other studies reached similar conclusions in northern and northwestern Canada.

Source : Adapted from an article in The Conversation via Yahoo News.