CO2 et virus oubliés : le permafrost est "une boîte de Pandore"

Les effets du réchauffement climatique sont multiples : hausse des températures, fontes des glaciers, hausse du niveau des mers, sécheresse, changements de la biodiversité, migrations humaines, etc. Parmi toutes ces catastrophes en cours ou à venir, il en est une majeure, qui se déroule en ce moment en Alaska, au Canada et en Russie. Selon les scénarios les plus optimistes, d'ici 2100, 30% du pergélisol pourraient disparaître. Entamé depuis plusieurs années, le dégel de cette couche géologique, composée de glace et de matières organiques, menace de libérer des quantités astronomiques de CO2, entraînant potentiellement un réchauffement climatique encore plus important et rapide que prévu. Le pergélisol préserve également de nombreux virus, oubliés ou inconnus. En 2016, un enfant a ainsi été tué par de l'anthrax. Le virus de la maladie du charbon avait été libéré suite au dégel d'un cadavre de renne vieux de 70 ans ! 

Pour étudier les risques liés au dégel du pergélisol, nous avons sollicité l'éclairage de deux spécialistes. Florent Dominé, d'une part, est chercheur, directeur de recherche au CNRS. Il travaille à l’ Unité Mixte Internationale Takuvik, issue d'un partenariat entre l'Université Laval à Québec (Canada) et le Centre National de la Recherche Scientifique. Ses activités se concentrent essentiellement dans l’Arctique canadien où il travaille sur les problématiques climatiques et en particulier sur la transformation et le dégel du pergélisol. Sur place, il étudie également l’évolution de la végétation et de la biodiversité. Par ailleurs, concernant la question des virus, nous avons fait appel à Jean-Michel Claverie, professeur de médecine de l’Université Aix-Marseille, directeur de l’institut de Microbiologie de la Méditerranée et du laboratoire Information Génomique et Structurale. En 2014, lui et son équipe ont découvert deux nouveaux virus, des virus géants, datés de 30 000 ans, dans le pergélisol sibérien.

Un réservoir de gaz à effet de serre

Le pergélisol est un vaste territoire. Sa superficie est estimée entre 10 et 15 millions de mètres carrés (entre 20 et 30 fois la superficie de la France). On trouve du pergélisol au nord du Canada et de l'Alaska, ainsi qu'au nord de la Sibérie. Selon les zones, la profondeur de cette couche varie : de quelques mètres à environ un kilomètre dans certains points de la Sibérie où le pergélisol se maintient alors depuis des millions d'années. Selon certaines études, ces couches du sol renfermeraient des milliards de tonnes de carbone. Une analyse confirmée par le chercheur Florent Dominé : 

Le pergélisol contient de la glace et de la matière organique issue essentiellement de la décomposition partielle des végétaux. Cette matière organique est formée en grande partie de carbone. Il y a environ deux fois plus de carbone dans le pergélisol que dans l’atmosphère. Ce carbone, quand il est gelé, est peu accessible à la minéralisation bactérienne. Les bactéries peuvent se nourrir de cette matière organique dès lors qu’elle est dégelée. Et là, les bactéries vont pouvoir la métaboliser et la transformer en CO2. Ce dioxyde de carbone va alors s’échapper dans l’atmosphère et potentiellement faire augmenter les teneurs de ce gaz à effet de serre.

En somme, le CO2 qui s'échappe dans l'atmosphère participerait au réchauffement climatique, qui lui même accélère la fonte du pergélisol. Toutefois, difficile de prévoir exactement quelle sera la quantité réelle de ces émissions, comme le rappelle Florent Dominé : "La fourchette serait comprise entre 50 et 250 milliards de tonnes de CO2. Mais il y a tellement de rétroactions qui n'ont pas encore été découvertes et qui n’ont pas été incluses dans les modèles, que toutes ces projections sont soumises à d’énormes incertitudes. Et puis il y a des incertitudes sur le processus inverse qui est celui de la fixation de matière organique, de carbone, par la végétation. Imaginons : si il fait plus chaud, la végétation pousse. La toundra herbacée est remplacée par de la toundra arbustive. Il y a plus de biomasse dans les arbustes que dans les herbes. Donc les sols arctiques vont servir de puits de carbone quand le pergélisol servira de source de carbone. Bref, il y a encore trop d’incertitudes. Mais quoiqu’il en soit, au nom de principe de précaution, il y a lieu de faire très attention à cette libération du carbone."

De plus, le CO2 n'est pas le seul gaz à effet de serre que peut produire le pergélisol dégelé. "Quand la matière organique du pergélisol dégèle, détaille le chercheur_, et qu’il n’y a pas d’oxygène disponible parce que la zone est saturée en eau, alors à ce moment-là, on va avoir une fermentation bactérienne et donc_ une émission de méthane par le pergélisol. _Le méthane est un gaz à effet de serre trente fois plus puissant que le CO2__. Toutefois, dans le pergélisol, il y a 100 fois moins de méthane que de CO2._" Du mercure a également été découvert dans certaines zones de l'Alaska mais d'après Florent Dominé, "le principal danger climatique reste le dioxyde de carbone".  

Biodiversité modifiée, infrastructures menacées

L'impact du dégel du pergélisol est donc potentiellement planétaire. Mais avant cela, les retombées négatives de ce réchauffement global se mesurent aussi localement. Dans les zones qui voient leur pergélisol dégeler, la biodiversité se modifie profondément. C'est ce qu'a constaté sur place Florent Dominé : "On a des changements phénoménaux dans les assemblages végétaux et dans les migrations d’espèces animales. Je travaille notamment près d’un village inuit, Umiujaq, au nord du Québec. Il y a 50 ans, la végétation était essentiellement composée de lichen à caribou. Désormais, c’est envahi par les bouleaux glanduleux, des bouleaux nains. Les renards arctiques ont disparu et ont été remplacés par des renards roux. Des orignaux commencent à arriver alors qu’avant ils étaient cantonnés plus au sud." 

Ces changements d’éco-systèmes fondamentaux peuvent également s'accompagner de la disparation pure et simple d'espèces végétales. "Il y a également le danger, poursuit le chercheur, que des espèces cantonnées beaucoup plus au nord, au désert polaire  - certains types d’herbes ou de lichens – deviennent de plus en plus rares, voire même disparaissent avec le réchauffement climatique." 

Localement, le dégel du pergélisol a également de lourdes conséquences sur les Hommes. Quand la glace du sol fond, cela peut conduire à un affaiblissement, voire à une destruction, des infrastructures bâties à une époque où le pergélisol était encore stable. "A Umiujaq, la route qui mène à l’aéroport s’est effondrée, se souvient Florent Dominé. A Iqaluit, la plus grande ville du territoire du Nunavut, la piste de l’aéroport a dû être refaite. A Salluit, à l’extrême nord du Québec, la caserne de pompier s’est effondrée. Et dans ce village construit quasiment entièrement sur une zone riche en glace et qui existe depuis des dizaines d’années, on parle de déménager tous les habitants. On en arrive à ces situations qui peuvent être dramatiques pour les populations locales." L'une des missions du chercheur Florent Dominé est donc notamment d'encourager les populations locales à construire sur des zones rocheuses, parfaitement stables et sans risque. 

Mines d'or et virus oubliés 

En découvrant dans une revue scientifique que des chercheurs russes étaient parvenus à faire ressusciter une espèce végétale prisonnière du pergélisol pendant 30.000 ans que le Professeur Jean-Michel Claverie s'est posé cette question : "Est-il possible de faire la même chose pour un virus ?" En 2014, le Pr Claverie et son équipe ont découvert deux virus géants, inoffensifs pour l'Homme, qu'ils ont réussi à réactiver : "Cette découverte démontre que si on est capable de ressusciter des virus âgés de 30.000 ans, il n’y a aucune raison pour que certains virus beaucoup plus embêtants pour l’Homme, les animaux ou les plantes ne survivent pas également plus de 30.000 ans." 

Pour autant, nul besoin de replonger aussi loin dans le temps pour trouver des virus dangereux pour les espèces vivantes. En 2016 en Sibérie, des spores d'anthrax vieilles de 70 ans se sont libérées du cadavre d'un renne après le dégel d'une couche de permafrost. Cet épisode a causé la mort d'un enfant ; des milliers de rennes ont également été infectés. Un drame imputable au changement climatique selon le Pr Claverie : "On a beau dire que l’on a cloîtré un certain nombre d’agents bioterroristes comme la maladie du charbon (l'anthrax), mais l’on voit bien que chaque année, quand il y a un hiver un peu chaud en Sibérie, vous avez des épidémies gigantesques dans les troupeaux de rennes. Cela est lié au réchauffement climatique puisque ces étés chauds sont de plus en plus fréquents. Chaque été une couche du permafrost dégèle. Et cet été, en 2016, la couche dégelée a été plus profonde que les années précédentes."

On éradique peut-être certains agents infectieux de la surface de la planète. Mais en profondeur, dans les endroits froids et très conservateurs comme le permafrost, il est probable qu’aucun de ces agents infectieux n’ait disparu. Pr Jean-Michel Claverie

Toutefois, aussi dramatiques que puissent être ces épidémies d'anthrax, les virus libérés par le réchauffement climatique sont ceux présents dans les couches superficielles du pergélisol. Ces agents infectieux sont donc les plus récents et ils sont par conséquence connus de la médecine moderne. C'est ce qui fait dire au Pr Claverie qu'en matière de virologie, ce dégel lent des couches superficielles n'est pas le danger le plus imminent : "A cause du réchauffement climatique, des routes maritimes sont désormais ouvertes six mois par an. Vous pouvez donc accéder assez facilement en bateau jusqu’à la Sibérie. Ces côtes et ces régions, auparavant désertiques, sont connus pour receler d’importants gisements de gaz et de pétrole ; il y a également beaucoup de métaux précieux comme l'or ou les diamants. Désormais ces zones peuvent être exploitées. Là est le danger ! Prenons les Russes. Ils installent des mines à ciel ouvert. Et ils retirent le pergélisol, parce que les minerais ne sont pas dans cette couche d’humus. Ces mines font 3 à 4 kilomètres de diamètre et jusqu’à un kilomètre de profondeur. On exhume alors du permafrost qui peut être âgé d’un million d’années. Et là on tripote des choses avec lesquelles on n’a jamais été mis en contact. C’est un peu la boîte de pandore. Et connaissant les Russes, ils ne prennent aucune précaution bactériologique, il n'y a aucun encadrement pour sécuriser au mieux ces mines. Les industriels n’extraient pas des minerais en situation de confinement biologique." 

Qui plus est, le danger est potentiellement partout dans le permafrost, car "même si l’on se limite à creuser jusqu’à 30 mètres de profondeur, ce qui équivaut à 30.000 ans et donc à la disparition de Neandertal, cela peut être dangereux." Le professeur Claverie argue du fait que la cause de la disparition de Neandertal est inconnue : "Imaginons qu’il ait été tué par un virus particulier. On sait désormais que les virus peuvent survivre au moins 30.000 ans. Sauf que les médecins actuels n’ont jamais vu le type d’infections auxquelles devait faire face Neandertal. Il y a là un véritable danger, qui reste toutefois difficile à évaluer." De plus, ce danger est renforcé par la volonté politique du président russe Vladimir Poutine d'exploiter industriellement cette région du globe. "Le changement climatique fournit des conditions plus favorables pour développer le potentiel économique de cette région" avait-il déclaré en mars 2017 à propos du nord de la Russie.  

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