Comprendre les interactions entre le dégel du pergélisol et le changement climatique: Mesures au radiocarbone du méthane dans des écosystèmes naturels et expériences d'incubation

 

Peter Douglas

Université McGill

 

Domaine : environnement

Programme : établissement de nouveaux chercheurs universitaires

Concours 2018-2019

Le méthane est un puissant gaz à effet de serre et les émissions naturelles de méthane d'origine microbienne dans les zones humides ont un impact grandissant sur le réchauffement climatique. On craint que le réchauffement des régions nordiques entraîne le rejet de grandes quantités de carbone stockées dans le pergélisol, qui s'accumulent depuis des milliers d'années, ainsi que leur conversion en méthane et leur accumulation dans l'atmosphère. Les mesures de radiocarbone (14C) du le méthane sont un excellent outil pour comprendre ce processus, car elles fournissent une indication directe de l'âge du carbone utilisé par les microbes pour produire ce méthane. Ce projet fera appel à deux approches complémentaires en utilisant des mesures de 14C du méthane afin de déterminer comment les changements environnementaux vont influencerr les émissions de méthane des réservoirs de carbone du pergélisol. Tout d'abord, nous analyserons le 14C d'échantillons contenant du méthane prélevés dans un ensemble diversifié de terres humides et d'environnements lacustres, provenant d'une zone de pergélisol sporadique et discontinu du nord du Québec. Ces analyses permettront de déterminer les endroits du pergélisol ou le carbone ancien est susceptible de se transformer en méthane et de tester l'hypothèse selon laquelle les lacs constituent un lieu de passage privilégié du méthane issu du carbone ancien du pergélisol profond vers l'atmosphère. Par la suite, nous recueillerons des échantillons de sédiments et de sols dans ces micro-environnements et les utiliserons pour mener des expériences d'incubation en laboratoire, en vue d'étudier le 14C du méthane produit par les communautés microbiennes sous différentes conditions environnementales. Plus précisément, nous vérifierons si l'augmentation des températures ou de la disponibilité des nutriments, deux changements environnementaux futurs probables, entraîne une conversion accrue du carbone ancien en méthane. Nous comparerons également l'âge du méthane produit à l'âge du carbone dans les sédiments ou le sol, afin de déterminer si les microbes méthanogènes peuvent accéder au carbone le plus ancien dans leur environnement. Ensemble, les résultats de ce projet d'analyse fourniront une vision plus claire des milieux de pergélisol où la conversion en méthane des réservoirs de carbone ancien se produit ainsi que de l'influence possible des changements environnementaux à venir sur ce processus. Ces résultats aideront à estimer l'ampleur de la libération de méthane dans les grandes zones de pergélisol vulnérables au dégel dans le futur.