« Ce n’est pas possible » : des scientifiques doivent refaire l’expérience avant de croire leurs yeux en Arctique
Dans le Haut-Arctique canadien, une équipe de chercheurs a mesuré un phénomène tellement contraire à ce qu’ils attendaient qu’ils ont d’abord cru à un bug expérimental. Le sol gelé devait, en théorie, freiner l’érosion des rivières. Sur le terrain, c’est l’inverse qui s’est produit, et de façon spectaculaire. Il a fallu répéter les tests plusieurs fois avant que l’équipe accepte ce que ses propres instruments lui montraient.
Un sol gelé censé freiner l’eau, pas l’accélérer
La logique semblait pourtant solide. Quand un sol est gelé, la glace coincée entre les grains de sédiments fait office de ciment naturel. Elle devrait donc limiter leur déplacement et ralentir toute forme d’érosion.
Mais des observations menées dans le Haut-Arctique canadien avaient déjà semé le doute chez les géomorphologues. Des chenaux fluviaux semblaient apparaître en un temps record, comme si l’eau creusait bien plus vite que prévu dans ces terrains théoriquement figés.
Ce genre de bascule rapide dans un environnement extrême n’est pas isolé : d’autres travaux récents ont aussi montré des découvertes hors normes qui s’enchaînent dans les régions polaires. Même l’Antarctique, longtemps jugé protégé, commence à montrer des signes similaires selon des modélisations récentes.
Pour trancher, des scientifiques de l’Université Simon Fraser et de l’Université de Colombie-Britannique ont décidé de reproduire une rivière en laboratoire, plutôt que de multiplier les hypothèses sur le terrain.
Le résultat qui a fait douter les chercheurs d’eux-mêmes
Leur dispositif consistait en un canal incliné de 1,20 mètre, rempli de billes de verre imitant les sédiments naturels. Objectif : observer précisément comment l’eau se comporte face à un sol partiellement gelé.
Le résultat les a pris totalement à contre-pied. Dans certaines configurations, l’érosion était environ dix fois plus rapide que dans un sol non gelé. « Nous nous attendions littéralement à voir l’inverse de ce que nous avons finalement vu », reconnaît Jonas Eschenfelder, chercheur à l’Université Simon Fraser.
La stupeur a été telle que l’équipe a d’abord suspecté une erreur de manipulation. « Nous avons vu les résultats, nous nous sommes regardés, nous nous sommes dit : ce n’est pas possible », raconte Shawn Chartrand, également rattaché à l’université. Une deuxième série de tests, menée dans les mêmes conditions, a pourtant confirmé exactement le même schéma.
Ce type de surprise scientifique n’est pas anecdotique : elle rappelle à quel point les modèles construits sur des décennies d’observation peuvent voler en éclats devant un phénomène mal compris, un peu comme ces découvertes qui bousculent les certitudes établies ailleurs dans les sciences de la Terre et de l’espace, ou ces travaux sur des mécanismes cachés qui échappaient jusqu’ici aux chercheurs.
La fine couche qui change toute l’équation
L’explication tient à un détail que personne n’avait vraiment pris en compte : le tout début du dégel saisonnier. Quand le sol est intégralement gelé, les sédiments restent bel et bien immobiles, conformément à la théorie initiale.
Mais dès que les températures remontent, seule une fine couche superficielle dégèle, tandis que le pergélisol reste figé en profondeur. L’eau qui ruisselle en surface ne peut alors plus s’infiltrer normalement dans le sol.
Elle se disperse latéralement, multiplie les chemins d’écoulement et entraîne bien plus de sable et de particules qu’attendu. Un mécanisme capable, à lui seul, d’accélérer fortement l’érosion des paysages arctiques.
Les chercheurs ont ensuite bâti des modèles mathématiques avant de se rendre sur l’île de Tallurutit (île Devon), dans l’Arctique canadien, pour confronter leur théorie au terrain réel. Ce basculement rapide des sols gelés inquiète particulièrement dans un contexte où le permafrost pourrait relâcher encore plus de gaz à effet de serre à mesure qu’il dégèle.
Pour l’équipe, la région est en train de « se réveiller », avec l’apparition et la réorganisation de véritables réseaux de rivières. « On croit comprendre les bases du fonctionnement des choses, mais parfois, ça ne marche pas comme ça », résume Shawn Chartrand. Les résultats complets ont été publiés dans la revue Communications Earth & Environment.
Dix fois plus vite que prévu : c’est la mesure qui a forcé toute une équipe à revoir sa copie sur l’Arctique. Reste à savoir combien d’autres certitudes sur les pôles vont tomber dans les prochaines années.