De nombreuses espèces se réfugient sous la neige, en hiver, afin de s’isoler du froid. Avec les températures plus clémentes l’hiver, ce refuge saisonnier vital risque de disparaître.
Les Samis de Laponie l’appellent « skoavdi ». Les écologues, « subnivium ». Comprendre : l’épaisse couche de neige sous laquelle un grand nombre d’espèces se réfugient l’hiver venu pour survivre aux températures glaciales. Un écosystème saisonnier vital, méconnu, et aujourd’hui menacé par le changement climatique.
Pour beaucoup, le manteau neigeux n’est qu’un espace stérile, homogène et silencieux. Un amas de flocons brillants où s’enfoncer dans un craquement feutré. Qui pourrait imaginer que des belettes y chassent, que des hermines y cavalent et que des porcs-épics s’y terrent pendant plusieurs mois ? « On trouve dans le subnivium une biodiversité extraordinaire, explique Jonathan Pauli, professeur à l’université du Wisconsin (États-Unis) et auteur de plusieurs études sur le sujet. Certaines espèces, comme les lemmings [de petits rongeurs vivant notamment dans les toundras norvégiennes], se reproduisent même sous la neige. »
Preuve de la vitalité stupéfiante de cet habitat, qui recouvre chaque hiver 24 millions de km2 de l’hémisphère Nord : en 2015, une équipe de chercheurs a dissimulé des caméras dans la poudreuse de l’île d’Håkøya, en Norvège. Une multitude de musaraignes, campagnols et autres mustélidés ont été filmés gambadant sous la neige. « Les petits mammifères construisent des tunnels dans le subnivium, commente Kimberly Thompson, chercheuse au Centre allemand de recherche intégrative sur la biodiversité. Leur forme cylindrique leur permet d’y courir efficacement. C’est comme un labyrinthe caché. »
- Les hermines se déplacent sous l’épaisse couche de neige (« subnivium ») l’hiver. Flickr/CC BY–NC 2.0/Bryant Olsen
Au royaume du subnivium vivent également de nombreux insectes, reptiles et amphibiens. Le lys des glaciers, une espèce de plante originaire de l’ouest de l’Amérique du Nord, parvient même à y pousser en captant les rayons du soleil à travers les cristaux glacés. Certains oiseaux, comme les perdrix blanches, aiment s’y tapir en cas de grand froid. Les renards, eux, patientent longuement à sa surface, à l’affût du moindre bruit trahissant la présence d’une proie.
Pourquoi un tel engouement ? « Lorsque la neige s’accumule sur plus de 20 cm de hauteur, un réseau de cristaux de glace se met en place, explique Kimberly Thompson. Lorsqu’ils sont bien espacés les uns des autres, des poches d’air se forment. La chaleur évacuée par le sol se retrouve emprisonnée à l’intérieur. » Qu’il fasse -5, -10 ou -40 °C dehors, la température du subnivium reste stable, autour de 0 °C. « Cela permet aux animaux et aux plantes de se protéger des conditions hostiles », poursuit la chercheuse.
« La neige ne tombe plus »
Le changement climatique met en péril cet équilibre. Depuis les années 1980, l’étendue des surfaces enneigées dans l’hémisphère Nord s’est considérablement réduite, relève un article publié dans la revue scientifique Environmental Research Letters en 2018. La fonte des neiges est de plus en plus précoce : elle avance en moyenne de deux jours par décennie, selon une étude de 2016. En France, la température hivernale moyenne a augmenté de 0,9 °C depuis la période 1961-1990. Les endroits situés à 500 mètres d’altitude ne sont plus enneigés que quinze jours par an, contre deux mois en 1900.
« On observe des sécheresses neigeuses dans plusieurs endroits du monde, indique Benjamin Zuckerberg, professeur à l’université du Wisconsin et spécialiste des effets du changement climatique sur l’hiver. La neige n’y tombe plus, ou alors, quand elle finit par tomber, elle n’est pas assez profonde. »
- Des oiseaux, comme les perdrix blanches, vont se tapir sous l’épaisse neige en cas de grand froid. Flickr/CC BY–NC–SA 2.0/Nick Athanas
À première vue, des hivers plus doux peuvent sembler être une aubaine pour les organismes frileux. « Le problème est qu’il y aura toujours des épisodes de froid intense, poursuit le chercheur. Mais s’il n’y a pas, ou moins de neige, les espèces n’auront plus le subnivium pour s’en protéger. Paradoxalement, même si les hivers seront globalement plus chauds, les espèces auront plus froid. »
Le réchauffement des températures conduit également à une alternance d’épisodes neigeux et pluvieux en hiver. « C’est particulièrement mauvais, poursuit le chercheur. La pluie peut s’infiltrer dans la neige et se transformer en une couche de glace quand il recommence à faire froid. » Il arrive que des oiseaux se retrouvent coincés sous ce plafond givré. Lorsqu’il pleut, la neige devient également plus dense. Or pour conserver ses pouvoirs isolants, le subnivium doit rester aérien. Trop compact, le manteau neigeux est plus froid, et donc moins confortable pour ses habitants.
- La neige ne tombe plus autant qu’avant et le subnivium n’est pas assez épais pour les animaux qui souhaitent s’y tapir pour se protéger du froid à l’extérieur. Flickr/CC0/Shenandoah National Park
Dans une étude publiée en 2021, Benjamin Zuckerberg, Jonathan Pauli, Kimberly Thompson et le biologiste Warren Porter ont montré qu’un réchauffement des températures hivernales de plus de 3 °C sonnerait le glas de cet habitat. À +5 °C en hiver — la trajectoire actuelle des régions tempérées d’Amérique du Nord —, le subnivium de la région des Grands Lacs verrait sa surface diminuer de 45 %, et sa durée d’un mois. Les auteurs estiment que ces résultats sont « représentatifs » du futur des régions enneigées du reste de l’hémisphère Nord. « On observe une forme de résilience jusqu’à un certain point, commente Jonathan Pauli. Au-delà du seuil de 3 °C, le subnivium décline rapidement, avec des conséquences très sérieuses. »
Racines de plantes, grenouilles, rennes, bourdons…
Sans couverture neigeuse pour les protéger du froid, les racines des plantes peuvent être sévèrement endommagées, montre une étude de 2017. Les rennes, qui se nourrissent de l’herbe cachée sous les flocons, pourraient ne plus avoir grand-chose à se mettre sous la dent. Le gel du sol pourrait également tuer les microbes qui y logent. Ces derniers jouent un rôle « important » dans ses mécanismes de respiration, explique Kimberly Thompson. « Cela pourrait augmenter les concentrations de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. »
Certains animaux pourraient eux aussi souffrir du déclin du subnivium. Adaptées depuis plusieurs millions d’années à des hivers enneigés, les espèces sont « souvent incapables de suivre la cadence » des changements actuels, observe Jonathan Pauli. Prenons la grenouille des bois, qui vit dans les forêts du nord de l’Amérique. Aux premiers frimas, elle s’enterre dans le sol et se cryogénise afin d’économiser son énergie. « Pour faire cela, elle a besoin que les températures restent stables », note Benjamin Zuckerberg. Sans subnivium, ce petit amphibien risque d’être exposé à des températures fluctuantes, et enchaîner les cycles de gel et de dégel jusqu’à épuisement.
- Les températures instables perturbent par exemple les grenouilles des bois, qui s’enterrent dans le sol lors des épisodes froids. Wikimedia Commons/CC BY–SA 4.0/Yan Hodnett
Autre victime potentielle : le bourdon. Nées à la fin de l’été, les reines se terrent dans le subnivium durant l’hiver, avant de partir fonder une nouvelle colonie au printemps. Si la température de leur refuge descend en-dessous de -7 °C, leur mort est certaine. « On s’attend à ce que la température du subnivium descende sous ce seuil, ou du moins qu’elle soit plus variable, craint Kimberly Thompson. Dans la région des Grands Lacs, il est probable que leur population décline. »
Au changement climatique se greffe, de surcroît, la pression des sports d’hiver, souligne la chercheuse. Tout comme la pluie, les dameuses écrasent les poches d’air chaud qui confèrent au subnivium son pouvoir isolant. Campagnols à dos roux, martes et tétras frissonnent d’autant plus dans les montagnes bardées de pistes de ski. Leur niveau de stress augmente, et avec lui leurs dépenses énergétiques. Les scientifiques craignent depuis plusieurs décennies que le printemps devienne un jour silencieux. L’hiver le sera-t-il aussi ?
