Une étude, dont les résultats intitulés «Erosion of organic carbon in the Arctic as a geological carbon dioxide sink» ont été publiés dans la revue Nature, a permis de montrer que le fleuve Mackenzie, au nord du Canada, exporte des quantités importantes de carbone organique du pergélisol vers l’océan Arctique où il reste piégé durablement, ce qui le soustrait à la décomposition.

Rappelons tout d'abord que, «du fait du réchauffement climatique aux hautes latitudes», la décomposition de la matière organique enfouie dans le pergélisol («sols gelés en permanence des zones subarctiques et arctiques») après la dernière période glaciaire (il y 8 000 ans environ) «est susceptible de devenir une source additionnelle majeure de gaz carbonique (CO2) à l’atmosphère». Cependant, le pergélisol, en fondant sous l’effet de ce réchauffement, «devient aussi plus instable et donc davantage susceptible d’être érodé par les eaux de ruissellement».

Ainsi, le fleuve Mackenzie, «l’un des principaux fleuves de la planète, dont le bassin versant a une superficie de 1 787 000 km2», apporte «chaque année à l’océan Arctique 100 millions de tonnes de sédiments qui se déposent sur les marges de la mer de Beaufort», particulièrement riches en matière organique «dont la nature et l’origine étaient jusqu’à présent assez mal connues».

Pour en savoir plus, l'étude ici présentée a «échantillonné à plusieurs reprises des sédiments transportés par le fleuve à différentes profondeurs dans le chenal et mesuré l’abondance en carbone 14 de ces échantillons». Il est alors apparu «que la matière organique transportée par le fleuve Mackenzie jusqu’à l’océan était pauvre en carbone 14, c’est-à-dire relativement ancienne».

Complétées «à l’aide d’autres traceurs (isotopes 12 et 13 du carbone et rapport azote/carbone)», ces analyses ont conduit à la conclusion que, d'une part, «environ 10 à 30 % du carbone transporté par le fleuve était suffisamment ancien pour ne plus contenir de carbone 14 et que ce carbone 'ancien' provenait de l’érosion de roches sédimentaires riches en matière organique et âgées de plusieurs centaines de millions d’années, dont la présence est bien documentée dans le bassin du Mackenzie» et, d'autre part, «que les 70 à 90% de carbone organique restant (carbone 'moderne' contenant du C14) provenaient d’un mélange de matière organique récemment fabriquée par les végétaux et de matière organique plus ancienne datant de - 8 000 à - 9 000 ans, une époque correspondant au maximum d’extension des marécages, tourbières et sols, riches en matière organique, formés après le retrait de la calotte glaciaire qui recouvrait le Canada lors du dernier âge glaciaire et aujourd’hui gelés».

Alors qu'une des menaces du changement climatique est la fonte du pergélisol «avec pour conséquence la décomposition en gaz carbonique (CO₂) des énormes quantités de matière organique qui y sont piégées» car «les sols gelés de la planète contiennent en effet deux fois plus de CO₂ que n’en contenait l’atmosphère de l’époque pré-industrielle», cette étude indique «qu’en fait une partie de la matière organique du pergélisol est emportée jusque dans les sédiments marins, en raison d’une érosion accrue des sols devenus plus instables, et que ce faisant elle échappe à cette décomposition».

De plus, en vue d'en apprendre plus sur «le devenir à long terme de la matière organique fluviale ayant atteint l’océan», les mêmes analyses que précédemment ont été effectuées «dans une carotte sédimentaire prélevée dans le delta du fleuve». Elles aboutissent à «montrer qu’en mer, 65 à100 % de la matière organique fluviale était préservée de la décomposition», ce taux important découlant des températures faibles et d'un taux de sédimentation élevé au débouché du fleuve.

Comme l'étude a évalué, «grâce à des estimations récentes des flux de sédiment transportés par le fleuve Mackenzie», que «2,2 millions de tonnes de carbone organique moderne (2,2 TgC/an) étaient transportées chaque année à l’océan Arctique» (un flux «supérieur aux apports cumulés des autres grands fleuves arctiques (Ob, Yenisei, Lena, Indigirka et Kolyma)»), cette quantité est suffisamment importante «pour avoir joué et jouer encore un rôle dans le couplage entre climat et cycle du carbone aux hautes latitudes», même si elle n’est évidemment pas suffisante «pour contrebalancer les émissions anthropiques de CO₂».