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Forêt ivre

Une forêt ivre (en anglais : drunken trees, tilted trees ou drunken forest ; en russe : Пьяный лес) est un ensemble d'arbres déplacés de leur alignement vertical normal[1] - [2] - [3].

C'est un phénomène qui se produit le plus souvent dans les forêts de la taïga subarctique septentrionale d'épinette noire (Picea mariana) sous lesquelles le pergélisol discontinu ou des coins de glace ont fondu[4] - [5], provoquant l'inclinaison des arbres à divers angles[6] - [7].

Cette condition est habituellement liée à la topographie de thermokarst. Dans certains cas elle peut être due au fait que les monticules irréguliers et mal consolidés formés par les sphaignes et autres mousses, ainsi que les nombreux chenaux et dépressions remplis d'eau des régions de tourbières ne constituent pas un support suffisant pour les racines des arbres[1].

Une forêt ivre en Sibérie causée par la fonte du pergélisol. Photo de la NASA.

L'inclinaison des arbres peut également être causée par le foisonnement dû au gel (en)[8], et le développement ultérieur de palses[9], hummocks[10], la reptation (écoulements de terre lubrifiée par l'eau)[11] - [12], par les glaciers rocheux actifs dans les forêts[13], glissements de terrain ou tremblements de terre[14]. Dans les peuplements d'épinettes du même âge, germé dans la couche active du pergélisol après un incendie, l'inclinaison commence lorsque les arbres ont de cinquante à cent ans, ce qui suggère que le soulèvement de la surface de la nouvelle aggradation du pergélisol peut également créer des forêts ivres[5].

Pergélisol

Le pergélisol, qui est du sol (ou de la roche) qui reste en dessous de 0 °C au moins pendant deux années consécutives[15], forme une matrice solide dans le sol qui peut s'étendre jusqu'à une profondeur de plusieurs centaines de mètres[16]. Le pergélisol empêche les arbres de développer des systèmes racinaires profonds : par exemple, l'épinette noire qui s'est adaptée aux sols de pergélisol n'a pas de racine pivotante significative[17]. Dans les zones où la température du pergélisol est proche du point de fusion de l'eau, les variations climatiques ou la perte de végétation de surface due aux incendies, aux inondations, à la construction ou à la déforestation, peuvent dégeler la surface supérieures du pergélisol, créant un thermokarst[18], le nom scientifique d'un effondrement du sol causé par la fonte du pergélisol[14]. Le thermokarst mine le lit de racines peu profond de ces arbres, les faisant pencher ou tomber[7]. Les lacs de Thermokarst sont entourés d'un anneau d'arbres ivres penché vers le lac, ce qui rend ces caractéristiques terrestres facilement identifiables[19].

Les arbres ivres peuvent éventuellement mourir de leur déplacement[20], et dans le pergélisol riche en glace, tout l'écosystème forestier ivre peut être détruit par la fonte[21]. Les arbres inclinés qui ne basculent pas peuvent récupérer en usant du gravitropisme pour reprendre la croissance verticale, prenant ainsi une forme incurvée[22]. Le bois de réaction formé par ce processus peut être étudié par la dendrochronologie, utilisant des anneaux de croissance annuels pour déterminer quand l'arbre a été soumis au basculement [23] - [24].

Relation avec le changement climatique

Les forêts ivres ne sont pas un phénomène complètement nouveau – les preuves dendrochronologiques peuvent établir une datation de l'inclinaison du thermokarst au moins jusqu'au XIXe siècle[14]. L'étendue méridionale du pergélisol subarctique a atteint un sommet pendant le petit âge glaciaire des XVIe et XVIIe siècles [25] et est depuis lors sur le déclin[26] - [27].

Le pergélisol est généralement en déséquilibre avec le climat, et une grande partie du pergélisol qui demeure est dans un état relicte[20] - [28]. Cependant, le taux de dégel a augmenté [29] - [30] - [31], et une grande partie du pergélisol restant devrait dégeler au cours du XXIe siècle[32] - [33].

Al Gore a cité les forêts ivres causées par la fonte du pergélisol en Alaska comme preuve du réchauffement climatique, dans le cadre de la présentation du film documentaire de 2006 An Inconvenient Truth. Le réchauffement similaire conduisant à la fonte du pergélisol dans les pays voisins de la Sibérie, a été attribuée à une combinaison de changement climatique d'origine anthropique, un phénomène atmosphérique cyclique connu sous le nom d'oscillation arctique, et une rétroaction positives de l'albédo, lorsque la fonte des glaces expose le sol nu et lorsque l'océan absorbe plutôt que réfléchit le rayonnement solaire[34] - [35].

Notes et références
  1. « forêt ivre », sur gdt.oqlf.gouv.qc.ca (consulté le ).
  2. (en) « Dead Trees and Shriveling Glaciers as Alaska Melts », The New York Times,‎ (lire en ligne, consulté le ).
  3. Marq de Villiers, Water: The Fate of Our Most Precious Resource, Boston, Mariner Books, (ISBN 978-0-618-12744-3, lire en ligne) :
    « …caused what the locals call "drunken forests," the trees tilting and leaning… »
    .
  4. Elizabeth Kolbert, « The Climate Of Man—ii », The New Yorker,‎ (lire en ligne [archive du ], consulté le ) :
    « Romanovsky pointed out a long trench running into the woods. The trench, he explained, had been formed when a wedge of underground ice had melted. The spruce trees that had been growing next to it, or perhaps on top of it, were now listing at odd angles, as if in a gale. Locally, such trees are called “drunken.” »
  5. S.V. Kokelj et C.R. Burn, Permafrost—Proc. 8th Int Conf. Permafrost, Rotterdam, A.A. Balkema, , 567–570 p. (ISBN 978-90-5809-582-4), « Tilt of Spruce Trees near Ice Wedges, Mackenzie Delta, Northwest Territories, Canada » :
    « This observation suggests that aggradational ice development associated with post-fire active-layer thinning causes the overlying ground to heave … forests with tilted trees were underlain by permafrost of high ice content and forests with straight trees were underlain by ice-poor permafrost. »
  6. Ranson, « Science Blog - Expedition to Siberia », Siberia Blog, NASA Earth Observatory, (consulté le ) : « Permafrost that has not melted provides a solid foundation that holds trees upright. When permafrost melts, as it has here, the layer of loose soil deepens and trees lose their foundations, tipping over at odd angles. »
  7. Howard Alvin Crum, A Focus on Peatlands and Peat Mosses (Great Lakes Environment), University of Michigan, (ISBN 978-0-472-06378-9), p. 278 :
    « drunken forest A stand of black spruce in subarctic regions of discontinuous permafrost … where the ice core melts causing trees to lean or fall »
    .
  8. E.C. Pielou, After the Ice Age: the return of life to glaciated North America, Chicago, Illinois, University of Chicago Press, (ISBN 978-0-226-66812-3), p. 84 :
    « The occasional groups of stunted trees that do manage to establish themselves often form a "drunken forest"; their trunks lean in all directions because frost-heaving takes place and the rising mounds of freezing soil tilt the trees growing on them. »
  9. Scott, Hansell et Erickson, « Influences of wind and snow on northern tree-line environments at Churchill, Manitoba, Canada », Arctic, vol. 46, no 4,‎ , p. 316–323 (DOI 10.14430/arctic1359, lire en ligne, consulté le ) :
    « Such trees develop in association with frost heaving and subsequent palsa development, resulting in “drunken forests” »
  10. Zoltai, « Tree Ring Record of Soil Movements on Permafrost », Arctic and Alpine Research, vol. 7, no 4,‎ , p. 331–340 (DOI 10.2307/1550177, JSTOR 1550177) :
    « Trees growing on hummocky permafrost terrain are subject to periodic tilting, and this tilting is recorded as compression wood. »
  11. « "Drunken Forest" in Colorado » [archive du ], Incorporated Research Institutions for Seismology (consulté le ) : « Photo showing tilted trees in the "drunken forest". The trees grow atop the Slumgullion earthflow, which is four miles long and 2000 feet wide, near Lake City, CO. ».
  12. Reed Wicander et James S. Monroe, Physical Geology : Exploring the Earth (with PhysicalGeologyNow and InfoTrac), Pacific Grove, Brooks Cole, (ISBN 978-0-534-39987-0), p. 419 :
    « Slow mass movements advance at an imperceptible mate and are usually detectable only by the effects of their movement, such as tilted trees and power poles… »
    .
  13. Robert van Everdingen, Multi-language glossary of permafrost and related ground-ice terms, Boulder, Colorado, National Snow and Ice Data Center/World Data Center for Glaciology., ed. 1998 revised may 2005, « drunken forest » :
    « Active, forested rock glaciers may also exhibit this phenomenon due to differential movements. »
  14. Ned Rozell, « Formerly Frosty Footing Causes Drunken Forests, Alaska Science Forum » [archive du ], Geophysical Institute, University of Alaska Fairbanks, (consulté le ) : « Melting permafrost is the most common cause of the drunken forest.… Landslides and earthquakes also can create drunken forests,… »
  15. « Permafrost Landscapes » [archive du ], Denali National Park and Preserve, National Park Service (consulté le ) : « Permafrost is soil or rock that remains below 0°C for at least two consecutive years.… Spruce trees leaning in different directions (known as “drunken forest”) can be a clue to frost heaving or melting of permafrost beneath. »
  16. Dow Scoggins, Discovering Denali: A Complete Reference Guide to Denali National Park and Mount McKinley, Alaska, iUniverse Star, , 64–65 p. (ISBN 978-0-595-29737-5) :
    « …the soil is freed and sinks into spaces left by the retreating liquid. Thus, the ground often slumps beneath the trees, causing them to lean drunkenly. »
  17. Don Pitcher, Moon Alaska (Moon Handbooks), Avalon Travel Publishing, (ISBN 978-1-56691-929-6), p. 357 :
    « As an adaptation to the permafrost, these spruce trees have evolved a root system that spreads horizontally across the surface soil; there's no tap root to speak of. »
  18. E.A. Fitzpatrick, Ecology of Arctic Environments: 13th Special Symposium of the British Ecological Society, Cambridge, England, United Kingdom, Cambridge University Press, coll. « Symposia of the British Ecological Society », (ISBN 978-0-521-83998-3), « I. Arctic soils and permafrost », p. 20 :
    « It can form naturally by a change in an environmental factor such as an increase in temperature, or the death of the vegetation following a fire or flooding. Often in the forested tundra, thermokarst is induced by humans due to deforestation. »
  19. John E. Sater, The Arctic Basin, Arctic Institute of North America, , p. 102 :
    « A thermokarst lake often has a distinctive border of "drunken trees", and may thus be identified readily. »
  20. Vitt, Halsey et Zoltai, « The changing landscape of Canada's western boreal forest: the current dynamics of permafrost », Can. J. For. Res., vol. 30, no 2,‎ , p. 283–287 (DOI 10.1139/cjfr-30-2-283, lire en ligne [archive du ], consulté le ) :
    « As permafrost is in disequilibrium with climate, much of the permafrost that remains is in a relict state.… As the permafrost surface subsides, trees die and are tilted resulting in the development of “drunken forests” and the formation of compression wood… »
  21. Osterkamp, Viereck, Shur et Jorgenson, « Observations of Thermokarst and Its Impact on Boreal Forests in Alaska, USA », Arctic, Antarctic, and Alpine Research, vol. 32, no 3,‎ , p. 303–315 (DOI 10.2307/1552529, JSTOR 1552529) :
    « At sites generally underlain by ice-rich permafrost, forest ecosystems can be completely destroyed.… Tipped trees at the edge of thermokarst can be used to age the time of thawing of the underlying permafrost… »
  22. Alman, « Drunken Trees - OISE-UTS - ENCORE » [archive du ] [wiki], Canadian biodiversity concerns, University of Toronto Schools (consulté le ) : « Some drunken trees recover by using gravitropism to re-orient themselves upwards; others simply topple sideways and die. »
  23. Huisman, « Development of Compression Wood in Trees of the Drunken Forest, Central Yukon Territory », Unpublished MA Thesis,‎ :
    « Ninety-two cross-sectional discs were extracted from tilted trees growing in hummocky and non-hummocky permafrost terrain near Mayo, Yukon Territory, in order to investigate the development of compression wood between 1900 and 2000. »
  24. « Dendrochronology - the study of tree rings » [archive du ], Activities, GLOBE Canada (consulté le ) : « Trees on the edge of a patch of degrading permafrost … will all exhibit reaction wood starting as soon as the event happens or in the following spring, if the tilting happened in the winter. »
  25. Perkins, « Not-So-Perma Frost » [archive du ], Science News, (consulté le ) : « When the centuries-long cold spell called the Little Ice Age ended about 150 years ago, glaciers and permafrost reached their maximum extent of the past few millennia. »
  26. Halsey, Vitt et Zoltai, « Disequilibrium response of permafrost in boreal continental western Canada to climate change », Climatic Change, vol. 30, no 1,‎ , p. 57–73 (DOI 10.1007/BF01093225, Bibcode 1995ClCh...30...57H) :
    « In the midboreal zone, internal lawns are present in bogs and in fens. These internal lawns do not presently contain permafrost but did in the recent past, representing degradation of permafrost since the Little Ice Age. »
  27. Jorgenson, Racine, Walters et Osterkamp, « Permafrost Degradation and Ecological Changes Associated with a Warming Climate in Central Alaska », Climatic Change, vol. 48, no 4,‎ , p. 551–579 (DOI 10.1023/A:1005667424292) :
    « Evidence indicates this permafrost degradation began in the mid-1700s and is associated with periods of relatively warm climate during the mid-late 1700s and 1900s. »
  28. « Permafrost - Permafrost and Climate Change » [archive du ], Geological Survey of Canada, Natural Resources Canada, (consulté le ) : « …permafrost … is in disequilibrium with the present climate and has been slowly disappearing in response to climate warming since the Little Ice Age.… Much of the area of discontinuous permafrost is already in disequilibrium with the current climate and is still responding to changes of the last century. »
  29. « Climate Change And Permafrost Thaw Alter Greenhouse Gas Emissions In Northern Wetlands », TerraDaily, (consulté le ) : « But rising atmospheric temperatures are accelerating rates of permafrost thaw in northern regions, says MSU researcher Merritt Turetsky. »
  30. Payette, Delwaide, Caccianiga et Beauchemin, « Accelerated thawing of subarctic peatland permafrost over the last 50 years », Geophysical Research Letters, vol. 31, no 18,‎ , p. L18208 (DOI 10.1029/2004GL020358, Bibcode 2004GeoRL..3118208P) :
    « Rapid permafrost melting over the last 50 years caused the concurrent formation of thermokarst ponds and fen-bog vegetation with rapid peat accumulation through natural successional processes of terrestrialization. »
  31. (en) Molly Bentley, « Earth's permafrost starts to squelch », BBC News,‎ (lire en ligne) :
    « Boreholes in Svalbard, Norway, for example, indicate that ground temperatures rose 0.4C over the past decade, four times faster than they did in the previous century, according to Charles Harris, a geologist at the University of Cardiff, UK, and a coordinator of Permafrost and Climate in Europe (Pace), which is contributing data to the GTNP. »
  32. Camill, « Permafrost Thaw Accelerates in Boreal Peatlands During Late-20th Century Climate Warming », Climatic Change, vol. 68, no 1,‎ , p. 135–152 (DOI 10.1007/s10584-005-4785-y, Bibcode 2005ClCh...68..135C) :
    « Permafrost thaw in central Canadian peatlands has accelerated significantly since 1950,… This magnitude of warming will begin to eliminate most of the present range of sporadic and discontinuous permafrost in central Canada by 2100. »
  33. Lawrence et Slater, « A projection of severe near-surface permafrost degradation during the 21st century », Geophys. Res. Lett., vol. 32, no 24,‎ , p. L244010 (DOI 10.1029/2005GL025080, Bibcode 2005GeoRL..3224401L, lire en ligne [archive du ], consulté le ) :
    « CCSM3 projections show dramatic permafrost degradation by 2100 under both high and low greenhouse gas emission scenarios. »
  34. (en) « Siberia's rapid thaw causes alarm », BBC News,‎ (lire en ligne, consulté le )
  35. Pearce, « Climate warning as Siberia melts », New Scientist, (consulté le ) : « Western Siberia has warmed faster than almost anywhere else on the planet, with an increase in average temperatures of some 3°C in the last 40 years.… Similar warming has also been taking place in Alaska:… »

Annexes

Lectures complémentaires

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