Les changements climatiques pourraient causer la propagation de contaminants dans le Haut-Arctique
Le réchauffement des températures et l’augmentation des précipitations dans le Haut Arctique canadien pourraient ouvrir de nouvelles voies de propagation des contaminants souterrains provenant de plus de 2 500 sites militaires et industriels du nord du Canada.
Ces voies sont des chemins par lesquels les eaux souterraines se déversent dans les rivières et les lacs, processus qui, selon les scientifiques, finira par persister tout au long de l’année. Pendant l’hiver arctique, le sol gelé empêche les eaux souterraines de s’écouler. Toutefois, pendant l’été, période où les températures sont plus clémentes, les eaux souterraines peu profondes mobilisées peuvent accroître la migration des contaminants. Le déversement des eaux souterraines résulte du déplacement de l’eau des aquifères souterrains vers les lacs ou les rivières de surface.
Les sites arctiques sous-représentés dans la recherche sur le pergélisol
ł˘â€™Ă©tłÜ»ĺ±đ, publiĂ©e dans Hydrological Processes, portait principalement sur la station radar BAF-3, situĂ©e sur l’île Brevoort, au Nunavut. BAF-3 est l’une des 21 stations radars du nord du Canada datant de l’époque de la Guerre froide contaminĂ©es en raison des activitĂ©s qui y Ă©taient menĂ©es. Cette station est toujours utilisĂ©e : elle fait partie du Système d’alerte du Nord, rĂ©seau de dĂ©fense aĂ©rienne conjoint Canada–États-Unis.
« Ce site est unique en ce sens qu’il est l’un des rares endroits où nous pouvons modéliser les changements hydrauliques qui pourraient augmenter le risque de migration des contaminants dans le Haut-Arctique », explique Selsey Stribling, doctorante et coauteure de l’étude. « Cette possibilité est d’un grand intérêt pour notre équipe, tout comme la compréhension du comportement des eaux souterraines à cet endroit. »
Peu de recherches ont été effectuées sur les eaux souterraines du Haut-Arctique en raison des coûts extrêmement élevés et des grandes difficultés logistiques que présente ce type d’étude.
De nouvelles voies de contamination et un dégel accru
En collaboration avec son directeur de thèse, Jeffrey McKenzie, professeur au Département des sciences de la Terre et des planètes, Selsey Stribling a modélisé l’écoulement des eaux souterraines peu profondes vers un lac. L’équipe a utilisé SUTRA 4.0, modèle numérique unique en son genre qui simule à la fois l’écoulement des eaux souterraines et les processus de gel-dégel. Les prévisions climatiques du Groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat ont aussi été utilisées aux fins de simulation de scénarios à court, à moyen et à long terme, jusqu’en 2100.
Les résultats ont montré que, lorsque la couche active du pergélisol – la couche supérieure du sol qui gèle et dégèle au gré des saisons – s’épaississait et restait dégelée plus longtemps, le risque de transport de contaminants vers les lacs de surface tout au long de l’année augmentait. Les simulations ont également révélé l’existence d’une boucle de rétroaction : l’augmentation du mouvement des eaux souterraines contribue à un plus grand dégel, qui à son tour accentue le déversement, ce qui a pour effet d’approfondir la couche active. Les résultats démontrent que les changements prévus seront encore plus marqués dans un Arctique plus chaud et plus humide.
Les répercussions
Compte tenu du nombre de sites contaminés dans le Haut-Arctique canadien, ces conclusions sont lourdes de conséquences pour les fragiles écosystèmes du Nord.
« Ces contaminants sont immobiles et gelés dans l’environnement depuis des dizaines d’années. Le dégel de la couche active et la dégradation du pergélisol ouvrent peu à peu de nouvelles voies d’eau souterraine qui permettent la mobilisation et le transport des contaminants vers d’autres environnements, notamment les cours d’eau et les plans d’eau locaux », explique Selsey Stribling.
Si les sources d’eau potable sont surveillées de près, les répercussions sur la faune et la chaîne alimentaire, elles, préoccupent les scientifiques.
« Autrefois, on se disait : “Ces sites contaminés sont gelés; ces substances ne vont nulle part.” Mais aujourd’hui, l’Arctique se réchauffe de trois à cinq fois plus vite que le reste de la planète », s’inquiète Jeffrey McKenzie. « Les eaux souterraines des sites contaminés étant de plus en plus actives tout au long de l’année en raison des changements climatiques, il est possible que la mobilisation des contaminants augmente considérablement. »
Des données supplémentaires sont nécessaires
L’équipe de recherche doit recueillir davantage de données à ces sites pour évaluer les risques de contamination actuels et futurs, et s’assurer que les mesures correctives résistent aux effets du réchauffement climatique.
Par ailleurs, elle souligne que, dans les futurs modèles climatiques, on devra tenir compte des différences entre les lacs et les rivières, qui se comportent différemment. Ces environnements doivent donc faire l’objet d’examens distincts.
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L’article « », par Selsey Stribling, Pierrick Lamontagne-Hallé, Dylan Hemmings, Tom MacNeil et Jeffrey McKenzie, a été publié dans Hydrological Processes.
Les travaux de recherche ont été financés par , société de génie mandatée par le gouvernement du Canada pour l’exécution de travaux à la station BAF-3.
