Les scientifiques ont ressuscité des microbes anciens à partir de noyaux de pergélisol d’âge tardif du Pléistocène (jusqu’à 40 000 ans) collectés dans quatre emplacements dans le tunnel de recherche du pergélisol près de Fairbanks, en Alaska. Ils ont constaté que les microbes du dégel du pergélisol souterrain présentent une lente «réapparition» au début, mais en six mois, la communauté microbienne subit des changements spectaculaires.
Aujourd’hui, le pergélisol du monde décongeille un rythme alarmant en raison du changement climatique causé par l’homme.
Les scientifiques craignent que cette tendance puisse lancer un cercle vicieux. Alors que le pergélisol déget, les microbes vivant dans le sol commenceront à décomposer la matière organique, la crachant dans l’air sous forme de dioxyde de carbone et de méthane – tous deux puissants gaz à effet de serre.
«C’est l’une des plus grandes inconnues des réponses climatiques», a déclaré le professeur de l’Université du Colorado, Sebastian Kopf.
«Comment le dégel de tout ce sol gelé, où nous savons qu’il y a des tonnes de carbone stockées, affectera l’écologie de ces régions et le taux de changement climatique?»
Pour explorer ces inconnues, les chercheurs se sont rendus dans un emplacement unique en son genre, le tunnel de pergélisol des ingénieurs de l’armée américaine.
Cette installation de recherche s’étend à plus de 107 m (350 pieds) dans le sol gelé sous le centre de l’Alaska.
Les scientifiques ont collecté des échantillons de pergélisol qui avaient quelques milliers à des dizaines de milliers d’années à partir des murs du tunnel.
Ils ont ensuite ajouté de l’eau aux échantillons et les ont incubés à des températures de 4 et 12 degrés Celsius (39 et 54 degrés Fahrenheit) – froid pour les humains, mais carrément bouillant pour l’Arctique.
«Nous voulions simuler ce qui se passe au cours d’un été de l’Alaska, dans des conditions climatiques futures où ces températures atteignent des zones plus profondes du pergélisol», a déclaré le Dr Tristan Caro, chercheur postdoctoral à Caltech.
Les auteurs se sont appuyés sur l’eau composée d’atomes d’hydrogène inhabituellement lourds, également connus sous le nom de deutérium.
Cela leur a permis de suivre la façon dont leurs microbes buvaient l’eau, puis ont utilisé l’hydrogène pour construire les membranes en matériau gras qui entourent toutes les cellules vivantes.
Au cours des premiers mois, ces colonies ont augmenté à un fluage, dans certains cas, ne remplaçant qu’environ une cellule sur 100 000 par jour.
En laboratoire, la plupart des colonies bactériennes peuvent complètement se retourner en quelques heures.
Mais à six mois, tout a changé. Certaines colonies bactériennes ont même produit des biofilms que vous pouvez voir à l’œil nu.
« Ces microbes ne pouvaient probablement pas infecter les gens, mais nous les avons gardés dans des chambres scellées malgré tout », a noté le Dr Caro.
« Les colonies ne semblaient pas se réveiller beaucoup plus rapidement à des températures plus chaudes. »
« Les résultats pourraient contenir des leçons pour décongeler le pergélisol dans le monde réel: après un sort chaud, il peut prendre plusieurs mois pour que les microbes deviennent suffisamment actifs pour commencer à émettre des gaz à effet de serre dans l’air en grand volume. »
«En d’autres termes, plus les étés arctiques se développent, plus les risques pour la planète sont élevés.»
« Vous pourriez avoir une seule journée chaude à l’été de l’Alaska, mais ce qui compte beaucoup plus, c’est l’allongement de la saison estivale jusqu’à ce que ces températures chaudes s’étendent à l’automne et au printemps. »
«Il y a encore beaucoup de questions ouvertes sur ces microbes, comme si les organismes anciens se comportent de la même manière sur les sites du monde entier.»
« Il y a tellement de pergélisol dans le monde – en Alaska, en Sibérie et dans d’autres régions du nord du froid. Nous n’avons échantillonné qu’une petite tranche de cela. »
Les résultats ont été publiés le 23 septembre dans le Journal of Geophysical Research: Biogeosciences.
