Écosystèmes d'eau douce dans l'Arctique
L'Arctique, ce qui peut surprendre, abrite une gamme abondante et diversifiée d'écosystèmes d'eau douce, notamment des lacs, des étangs, des rivières et des ruisseaux, ainsi que des deltas et des zones humides. Certains des fleuves et des deltas associés situés dans l'Arctique sont les plus grands du monde, notamment la Lena, l'Ob et l'Ienisseï.
La région abrite également certains des lacs les plus grands et les plus profonds de la planète, notamment le Grand lac de l'Ours, le Grand lac des Esclaves et le lac Taymyr. Ces masses d'eau douce sont alimentées par des rivières et des ruisseaux permanents et intermittents qui drainent les montagnes, les hauts plateaux et les zones glaciaires.
Il est à noter que dans certaines régions de l'Arctique, ces systèmes d'eau douce peuvent couvrir jusqu'à 80 % ou plus de la superficie totale du territoire. Malgré l'abondance des systèmes d'eau douce dans l'Arctique, ils n'abritent généralement pas une grande biodiversité par rapport aux systèmes d'eau douce situés dans le sud. Par exemple, la diversité des espèces de poissons est très faible par rapport aux latitudes plus basses.
Diminution de la couverture de glace d'eau douce dans l'Arctique
Ces systèmes d'eau douce de l'Arctique contiennent de nombreux types d'habitats qui abritent une gamme variée d'organismes permanents et transitoires qui ont évolué au fil du temps pour survivre dans l'environnement extrême et généralement variable de l'Arctique : outre les températures froides, les systèmes d'eau douce de l'Arctique présentent de faibles niveaux de nutriments et de lumière, ce qui empêche le nombre d'espèces de décoller.
Ces milieux d'eau douce sont des tests décisifs pour les scientifiques qui étudient les systèmes climatiques mondiaux, car les changements dans l'atmosphère terrestre ont généralement des répercussions sur ces habitats en premier lieu. Les scientifiques ont déjà constaté que la couverture de glace en eau douce a diminué de deux semaines en moyenne au cours des 150 dernières années en raison de l'augmentation des températures mondiales.
La diminution de la couverture de glace entraînera probablement une augmentation de la croissance des plantes aquatiques et des algues, ce qui peut réduire les niveaux d'oxygène en raison d'un taux de décomposition plus élevé. Le réchauffement des températures de l'eau douce entraînera une modification des habitats des poissons, avec une diminution des populations d'espèces d'eau froide et une augmentation de la probabilité que les poissons d'eau plus chaude migrent vers le nord.
La formation des lacs arctiques
La majorité des lacs et des lacs thermokarstiques de l'Arctique se forment dans les dépressions laissées par le dégel du pergélisol. Ces lacs comptent parmi les écosystèmes aquatiques les plus abondants et les plus productifs de la région polaire. Ils sont considérés comme des "points chauds" biologiques et constituent un habitat pour les microbes, les communautés benthiques, les plantes aquatiques, le plancton, les poissons et les oiseaux. Ils sont également vitaux pour les populations humaines, car ils permettent aux modes de vie traditionnels de subsister et constituent une source d'eau douce pour les communautés, en particulier dans les régions où il n'y a pas d'approvisionnement en eau souterraine.
Toutefois, ces lacs ne sont pas des éléments permanents de l'horizon arctique, car on sait qu'ils apparaissent puis disparaissent. Rien que dans l'ouest de l'Arctique canadien, des milliers de lacs ont disparu depuis leur formation au cours d'une période chaude post-glaciaire entre 13 000 ans avant le présent et 8 000 ans avant le présent. Alors que ces lacs apparaissent et disparaissent naturellement, on craint que la hausse des températures liée au changement climatique n'entraîne l'assèchement complet et la disparition des masses d'eau permanentes de l'Arctique, qui existent depuis des milliers d'années.
Les deltas fluviaux dans la région arctique
Les deltas fluviaux de l'Arctique sont considérés comme des écosystèmes riches en lacs et mal connus. Le delta du MacKenzie, qui est le deuxième plus grand delta de la région circumpolaire, est un grand delta qui se forme à partir de l'embouchure du fleuve MacKenzie dans la mer de Beaufort, dans l'ouest de l'Arctique canadien, et qui traverse la région subarctique jusqu'à l'Arctique inférieur. Environ 90 % de l'approvisionnement en eau du delta provient du fleuve MacKenzie, avec des contributions mineures de la rivière Peel et d'autres sources.
La région du delta comporte de nombreux chenaux, lacs thermoklast et zones humides. La plaine d'inondation du delta est également composée de limon et de sable sous l'influence du pergélisol. La surface est couverte d'espèces d'épicéas, d'aulnes, de saules, de bouleaux, de peupliers et de toundra.
La majorité des lacs thermoklast du delta sont créés par la chaleur des eaux de crue stagnantes qui font fondre le pergélisol et créent un affaissement. Les chercheurs les classent en trois catégories en fonction de la fréquence des inondations : les lacs non fermés, qui sont continuellement reliés au fleuve ; les lacs faiblement fermés, qui sont reliés annuellement lors des inondations avant d'être déconnectés ; et les lacs fortement fermés, qui sont reliés moins d'une fois par an.
Des temps de connexion variables entre la rivière et les lacs
Avec plus de 40 ans de données collectées, les scientifiques ont établi qu'en moyenne, les temps de connexion entre la rivière et les lacs variaient de plus de 150 jours par an dans les lacs les plus bas à moins de 5 jours par an dans les lacs les plus hauts. L'évolution du climat a néanmoins un impact sur les lacs du bassin en raison du réchauffement de la température de l'air, de la modification des régimes d'inondation des rivières et de l'élévation du niveau de la mer.
Une étude scientifique a révélé qu'au cours des trois dernières décennies, les temps de connexion entre les rivières et les lacs dans le delta du MacKenzie ont augmenté de plus de 30 jours dans les lacs les plus bas, tandis que dans les lacs plus élevés, le nombre de jours de connexion entre les rivières et les lacs pourrait avoir diminué.
Les scientifiques supposent que l'allongement des temps de connexion indique que le niveau des basses eaux estivales a augmenté dans le delta d'environ 0,3 mètre, ce qui équivaut à plus de trois fois l'élévation du niveau local de la mer dans la région. Par ailleurs, on suppose que les temps de connexion plus courts sont dus à la diminution des débâcles de la glace fluviale.
Les niveaux de nutriments changent dans les systèmes d'eau douce de l'Arctique
Le changement climatique aura probablement un impact sur les systèmes d'eau douce de l'Arctique en raison de l'augmentation ou de la diminution de la concentration des nutriments. Les niveaux de phosphore devraient diminuer dans l'eau des lacs en raison de l'augmentation de la production primaire due au réchauffement de la température de l'eau, ce qui aura un impact sur la biodiversité.
En effet, les concentrations accrues de nutriments et les eaux plus chaudes favoriseront l'augmentation de la richesse des espèces - de nombreuses espèces migreront vers le nord -, ce qui aura un impact sur la capacité des espèces indigènes à survivre, car elles n'ont pas eu à se battre pour la nourriture ou la lumière auparavant.
Dans les lacs dépourvus de poissons, l'augmentation des niveaux de nutriments entraînera probablement l'apparition de grandes masses de zooplancton en pâture. Si les nutriments pénètrent en abondance dans les systèmes d'eau douce, les mousses peuvent même devenir des producteurs primaires dominants dans les cours d'eau et utiliser la plupart des ressources disponibles.
L'augmentation des températures et de la productivité des lacs pose également le problème de la prolifération des algues, qui pourrait à son tour réduire les niveaux d'oxygène dans les lacs en raison de la décomposition des algues.
L'évolution de la couverture terrestre a un impact sur les systèmes d'eau douce de l'Arctique
La hausse des températures devrait également affecter les écosystèmes d'eau douce en modifiant la couverture terrestre des bassins versants et des zones riveraines. Il est probable que les zones de végétation se déplacent, la végétation forestière, les forêts de bouleaux et la toundra arctique étant susceptibles de migrer vers le nord. Les systèmes d'eau douce de l'Arctique changeront probablement en raison d'un changement d'énergie dans ces systèmes, passant d'une énergie alimentée par la production d'algues à une énergie alimentée par des détritus grossiers provenant d'arbres et d'arbustes riverains nouvellement développés.
Ce changement aura un impact sur la biodiversité. En outre, le changement climatique et la modification de la couverture terrestre qui lui est associée sont susceptibles d'entraîner des changements dans la migration des espèces : les scientifiques du Svalbard ont constaté que l'augmentation des températures a conduit les populations d'oies à pénétrer dans des zones jusqu'alors trop froides. Les scientifiques du Svalbard ont constaté que l'augmentation des températures a conduit les populations d'oies à pénétrer dans des zones auparavant trop froides, ce qui a entraîné une augmentation de l'eutrophisation due aux déjections d'oiseaux dans les lacs et les étangs.
Des recherches scientifiques sont actuellement menées pour mieux comprendre l'impact des changements climatiques sur les écosystèmes d'eau douce de l'Arctique, afin de comprendre et peut-être même d'atténuer les changements dans les écosystèmes.