Les microclimats glaciaires imitent le changement climatique

Un climat de poche frais autour du museau d’un glacier pourrait aider les chercheurs à prédire comment les forêts réagiront au changement climatique rapide, selon les auteurs d’une nouvelle étude de cas de 120 ans sur un glacier qui avance et recule rapidement en Alaska.

Randonnée dans Montagnes enneigées ou en marchant péniblement près d’un banc de neige sur le trottoir, vous avez peut-être senti une poche d’air frais près d’un tas de neige. Arbres à proximité glaciers ressentez le même effet et cela peut ralentir leur croissance. Les arbres enregistrent l’histoire du refroidissement dans leurs anneaux de croissance annuels, comme une nouvelle étude de l’AGU Lettres de recherche géophysique rapports.

La croissance des cernes dépend de nombreux facteurs, dont la température. Pour de nombreuses espèces, des conditions plus fraîches et plus sèches entraînent une croissance plus lente et des cernes plus petits ou plus denses. L’étude, dirigée par l’écologiste Ben Gaglioti, documente cette relation sur le glacier La Pérouse et la forêt nationale de Glacier Bay environnante dans une vue rapprochée et personnelle sans précédent des microclimats glaciaires passés.

À partir de récits historiques, de carottes d’arbres et d’images aériennes, l’équipe savait que le glacier avait rapidement avancé de plusieurs centaines de mètres à la fin des années 1800, avait fait du ping-pong au début des années 1900 et avait commencé à reculer vers 1950. L’étape suivante consistait à vérifier si le des arbres changements de microclimat enregistrés au cours de ces périodes.

À l’aide de 118 carottes de la forêt ancienne de cèdre jaune, ils ont reconstitué les températures de 1855 à 2021. Après avoir pris en compte les températures et l’altitude régionales, les chercheurs ont constaté un net ralentissement de la croissance à mesure que le glacier avançait et augmentait. Les taux de croissance alors qu’il reculait. L’avancée du glacier a refroidi la forêt de près de 4 degrés Celsius (environ 7 degrés Fahrenheit) en été.

“C’était stupéfiant pour moi”, dit Gaglioti. “En raison de l’avancée et du recul du glacier, la forêt de La Pérouse a connu certains des taux de refroidissement et de réchauffement historiques les plus rapides sur Terre, mais modèles climatiques indiquent que ces taux de changement deviendront plus courants au siècle prochain. L’étude de ces types d’écosystèmes adjacents aux glaciers peut nous aider à comprendre comment ils peuvent réagir au taux de réchauffement sans précédent à l’avenir.”

Camper sur la glace

Gaglioti et ses collègues sont tombés sur la découverte en étudiant des couches d’arbres autrefois enterrées qui avaient été détruites par les glaciers au 19ème siècle. En échantillonnant les arbres de la forêt tropicale juste à l’extérieur de l’empreinte du glacier, ils ont remarqué la cernes des arbres avait comprimé sa croissance à la fin des années 1800, à mesure que le glacier avançait, poussant sa bulle d’air froid dans les bois.

“Ensuite, nous avons eu l’idée de surveiller la taille et l’intensité du microclimat froid autour de la glace à l’aide de capteurs de température”, explique Gaglioti. “Si le glacier faisait des allers-retours et que ce microclimat influençait la forêt environnante, nous pourrions l’utiliser comme expérience”, explique-t-il, pour juger de la manière dont les écosystèmes pourraient réagir au changement climatique rapide à l’avenir. Mais d’abord, ils devaient cartographier la saisonnalité du microclimat actuel.

Gaglioti et ses collègues ont installé un réseau de capteurs de température sur des centaines de mètres autour du glacier de La Pérouse et ont collecté les données pendant trois ans, de juillet 2018 à juillet 2021. Le microclimat s’étendait sur au moins 600 mètres dans la forêt, la distance la plus éloignée qu’ils avaient capteurs placés. Sans capteurs plus éloignés, “il est difficile de déterminer où cela se termine réellement”, explique Gaglioti.

Les découvertes ajoutent également une importante source d’informations pour reconstruire le mouvement des glaciers passés et leur influence sur la biosphère environnante. “Si vous regardez les arbres qui ont été écrasés par la glace, vous pouvez voir les effets de refroidissement lorsque la glace s’approche d’eux, avant qu’ils ne meurent”, explique Gaglioti. Les arbres laissés derrière offrent des enregistrements climatiques importants à mesure que le glacier recule, ainsi que des informations sur le taux de retrait et les influences possibles sur la succession écologique une fois que la glace a disparu.

Il reste du travail à faire. Il y a cinq autres espèces d’arbres dans le microclimat de La Pérouse et les résultats préliminaires suggèrent que chaque espèce réagit différemment aux changements climatiques. Gaglioti espère pouvoir utiliser ces enregistrements pour mieux comprendre comment une forêt entière réagit à un refroidissement et à un réchauffement de grande ampleur. Des enregistrements microclimatiques similaires ailleurs peuvent être utilisés pour examiner les sensibilités climatiques d’autres systèmes biologiques, des microbes aux mammifères.