Ces terres font partie des 80 pour cent de l’Alaska qui se trouvent dans une zone contenant du pergélisol, un sol qui reste à 32 degrés Fahrenheit ou en dessous pendant deux années consécutives ou plus. Le dégel de cette couche peut déclencher un processus appelé affaissement, un affaissement physique du sol allant de quelques centimètres à plus de trois pieds de profondeur. En plus d’endommager les bâtiments et les infrastructures, l’affaissement a un impact sur la fertilité des sols et les débits d’eau, et libère d’anciennes réserves de carbone dans l’atmosphère, la réchauffant et exacerbant le dégel.
Alors que l’Arctique se réchauffe deux à quatre fois plus vite que la moyenne mondiale, le dégel du pergélisol devient de plus en plus répandu et devrait s’accélérer. L’augmentation des températures et des précipitations, ainsi que les incendies de forêt, entraînent le dégel ; il en va de même pour le défrichement des terres pour l’agriculture, qui supprime la végétation protectrice et isolante.
Étant donné que la couche gelée se trouve sous la « couche active » de sol qui dégèle chaque année et peut être utilisée pour faire pousser des cultures, les agriculteurs ne savent pas nécessairement si leurs terres contiennent du pergélisol jusqu’à ce qu’ils voient les signes de sa dégradation : mystérieuses pertes de récolte, équipements agricoles endommagés ou sol qui s’affaisse progressivement avec le temps.
Permafrost Grown, basée à Fairbanks, fournit aux agriculteurs locaux des outils qui facilitent la gestion des terres pergélisolées. Le projet quinquennal de 3 millions de dollars, lancé en 2022 et financé par l’initiative Navigating the New Arctic de la National Science Foundation, est une collaboration entre chercheurs et producteurs qui étudie l’impact de certaines pratiques agricoles sur la dégradation du pergélisol.
Les conclusions du projet, qui en est maintenant à sa dernière année, pourraient également s’avérer importantes pour les personnes extérieures au 49e État. Le changement climatique pourrait rendre plus difficile l’agriculture dans les régions plus chaudes et aux latitudes inférieures et pousser l’agriculture plus au nord dans les décennies à venir. Parce que son dégel entraîne le changement climatique, le permafrost a également d’importantes implications climatiques à l’échelle mondiale.
Nous avons contacté Melissa Ward Jones, géomorphologue du pergélisol et chercheuse principale du projet Permafrost Grown, et Glenna Gannon, chercheuse en systèmes alimentaires durables et co-chercheuse du projet, pour en savoir plus sur l’intersection pergélisol-agriculture et sa pertinence pour l’agriculture et la production alimentaire en Alaska et au-delà.
Glenna Gannon (à gauche) et Melissa Ward Jones (à droite) à la journée portes ouvertes sur la recherche arctique à Fairbanks de l’Université d’Alaska avec une exposition de documents sur la culture du pergélisol. (Crédit photo : Laura Weingartner)
De quelles manières avez-vous constaté le dégel du pergélisol ayant un impact négatif sur les fermes de votre région ?
Glenna Gannon : Certaines des premières questions que les gens nous ont posées concernaient l’affaissement évident, c’est-à-dire les zones où le sol présente des dépressions. Cela peut ressembler à n’importe quoi, depuis l’affaissement du sol jusqu’au blocage des tracteurs et à l’impossibilité de travailler la terre dans cette zone particulière. Il y a un producteur de pivoines avec lequel nous travaillons qui a abandonné son champ agricole. [due to subsidence].
Mélissa Ward Jones: Il peut y avoir beaucoup de stress et d’incertitude lorsque des parties de vos terres s’enfoncent continuellement et que vous ne savez pas exactement quelle en est la cause, mais vous savez que c’est lié au pergélisol. Le naufrage peut tuer les cultures, vous empêcher de planter les cultures que vous souhaitez planter et endommager le matériel agricole et les clôtures.
L’affaissement peut également avoir un impact sur la fertilité des sols. Et les eaux souterraines ne peuvent pas s’écouler à travers le sol gelé, donc en dégelant, elles modifient également les schémas d’écoulement des eaux souterraines.
Existe-t-il des protections en place pour les agriculteurs dont les terres s’affaissent en raison du dégel du pergélisol ?
GG : Actuellement, il n’existe rien au niveau étatique ou fédéral, ni d’assurance-récolte agricole privée, qui couvre le pergélisol. L’assurance agricole traditionnelle est conçue pour des événements « probabilistes » comme les tempêtes de grêle et la sécheresse.
Examinons le modèle de Permafrost Grown, une équipe de recherche diversifiée collaborant avec des agriculteurs pour conceptualiser et mettre en œuvre des études. Pourquoi était-il important pour vous d’adopter cette approche ?
MWJ : Permafrost Grown se concentre sur un sujet si vaste qu’il a nécessité un éventail d’experts issus de diverses disciplines de recherche ainsi que des fermes collaboratrices représentant une gamme d’activités agricoles et de types de pergélisol.
Je pense que l’expérience et l’expertise de chacun renforcent le projet dans son ensemble. Glenna correspondait parfaitement à son expertise en sciences de l’agriculture et des systèmes alimentaires et à son réseau de fermes. La science du pergélisol est une vaste discipline, et les co-chercheurs ont élargi notre expertise en matière de pergélisol : le Dr Mikhail Kanevskiy est un expert en cryostratigraphie, l’analyse des carottes de pergélisol. Le Dr Benjamin Jones dirige les travaux de forage du pergélisol, de télédétection et de cartographie par drone. Et le Dr Tobias Schwoerer est un économiste des ressources naturelles qui apporte son expertise en économie et en perceptions des risques et stratégies de prise de décision.
Comment choisissez-vous les types d’exploitations agricoles avec lesquelles travailler ?
GG : Nous avons démarré le projet avec une petite cohorte d’agriculteurs dont nous savions déjà qu’ils rencontraient certains défis associés au pergélisol sur leurs fermes. Au fur et à mesure que nous développions le projet, nous en avons identifié quelques autres. Et puis, au cours de la deuxième année du projet, quelques agriculteurs disaient : « J’ai entendu parler de votre travail. J’aimerais participer » ou « J’ai ce truc fou en cours. Pourriez-vous m’aider ? »
Nous avons essayé de tenir compte des personnes qui exerçaient différents types d’exploitations agricoles – cultures maraîchères, céréales, foin ou production animale – ainsi que des types de pergélisol ou des symptômes des interactions entre l’agriculture et le pergélisol, de sorte que nous disposions d’une gamme variée d’examens et de collecte de données.
Nous avons actuellement 10 fermes collaboratrices en Alaska ; neuf se trouvent dans la région du Grand Fairbanks, dans la vallée de Tanana.
Vous avez un certain nombre d’études en cours sur des sujets tels que l’impact du compost et des différents types de paillis sur les terres recouvertes de pergélisol. Comment collaborez-vous avec les agriculteurs pour concevoir et mettre en œuvre cette recherche ?
MWJ : Tout au long de l’année, nous maintenons une communication constante. Nous partageons une enquête annuelle qui demande comment s’est déroulée leur année et [includes] des questions qui nous aident à planifier les essais à venir ou la collecte de données. Nous [also] avoir des ateliers où nous discutons en groupe.
GG : Nous faisons également des visites de fermes. Ce qui est un peu plus unique dans ce travail, c’est que puisque nous vivons dans la même communauté [as the farmers]nous ne nous réunissons pas seulement dans un immeuble de bureaux une fois par an. Nous rendons visite à ces personnes à leur domicile. La fille de Melissa joue avec les enfants de certains de ces gens. Nous voyons ces individus dans notre communauté. Il y a donc définitivement une perspective et un sentiment très locaux dans ce projet.
Malgré les défis liés au pergélisol et à la vie dans la région subarctique, de nombreux agriculteurs ont un objectif intrinsèque pour faire ce travail et une attitude de résilience, ce qui est vraiment profondément positif.
Melissa Ward Jones, chercheuse principale du projet Permafrost Grown, dirige une tournée avec les membres de l’équipe et les producteurs du tunnel de recherche sur le pergélisol du Laboratoire de recherche et d’ingénierie des régions froides à Fox, en Alaska. Une coupe transversale d’un énorme corps de glace au sol s’étend le long de la paroi droite du tunnel. (Crédit photo : Laura Weingartner)
Quel est un exemple d’interaction spécifique entre le pergélisol et l’agriculture que vous étudiez ?
MWJ : Dans le cadre de notre grande étude sur le paillis, nous examinons l’impact thermique de 11 types de paillis différents, notamment de la paille, du papier et des produits en plastique à base de soja, ainsi que de quelques paillis synthétiques comme le paillis de plastique à transmission infrarouge (ITR).
Nous souhaitons voir si certains sont mieux adaptés pour potentiellement atténuer le dégel du pergélisol et en identifier d’autres qui pourraient accélérer le dégel du pergélisol.
GG : Et nous évaluons également ces différents paillis pour leur usage agricole prévu, en examinant la suppression des mauvaises herbes, la rétention d’humidité et le réchauffement du sol.
MWJ : [Mulch] est l’un des sujets de nos projets dont les agriculteurs souhaitent le plus nous parler. Même si l’on ne considère pas la question du point de vue du pergélisol, il est quand même bénéfique pour l’agriculture de l’Alaska de manière plus générale de disposer de ce type de données, car ces recherches n’ont tout simplement pas été effectuées à des latitudes élevées. Nous sommes les seuls, à notre connaissance, à le faire à cette échelle.
À quoi ressemble cette collecte de données en pratique ?
GG : Melissa et moi avons un essai entièrement répliqué avec tous les traitements à la station expérimentale agricole et forestière de Fairbanks. Certaines de nos fermes partenaires reproduisent certains des traitements de paillis spécifiques [on their fields]. Il peut donc s’agir d’un ou deux types de paillis avec un ou deux types de cultures.
Aucun agriculteur n’abandonnera une grande partie de son champ pour mettre en place une expérience alors qu’il essaie de gagner sa vie. Nous travaillons donc avec les gens du mieux que nous pouvons pour leur dire : « Qu’est-ce qui a du sens pour vous et ne va pas perturber votre économie personnelle ?
