Banquise : une étude sur 10.000 ans ne montre pas de point de non-retour

L'Arctique est peut-être la région du monde la plus sensible et la plus réactive face au réchauffement global causé par les émissionsémissions anthropiques de CO₂. Le changement climatiquechangement climatique s'y traduit par des hausses locales de températures qui font craindre entre autres une disparition totale de la glace de mer en été dans les années à venir. Une meilleure connaissance des réactions passées de la banquise est un outil précieux pour comprendre le fonctionnement du système et prévoir le plus précisément possible son évolution.

Pour arriver à connaître les conditions en Arctique il y a des milliers d'années, les climatologuesclimatologues ont utilisé deux outils ingénieux. Tout d'abord ils conditionnent la présence de rides de plage à l'absence de glace de mer amarrée à la côte. C'est en effet la houle qui inscrit ces motifs dans le sable où les sédimentologues peuvent les retrouver, fossilisées, longtemps après. Ces marques, bien sûr, ne se forment que si la côte est bordée d'eau libre où les vagues agissent. L'âge de ces formations sédimentaires est évalué par datation au carbone 14datation au carbone 14 des restes de matièrematière organique des mollusques qu'elles contiennent.

Le second outil est le boisbois qui vient s'échouer sur la côte du Groenland. Pas du bois flotté, mais le bois inclus dans la banquise et transporté avec elle durant deux à cinq ans au cours de son voyage autour du pôle. Pour les chercheurs, sur ces côtes, c'est la seule provenance de bois. Ils datent également par carbone 14 les traces retrouvées dans les sédimentssédiments. Plus il y a de bois dans l'échantillon, plus l'apport de glace était important et moins il y avait d'eau libre dans l'océan Arctique. L'espèceespèce d'arbrearbre donne la provenance de la glace, donc la direction des courants et des ventsvents, moteurs de la dérive de la glace.

La zone d'étude où ont été récoltées les données s'étend sur 500 km de côte à l'extrême nord-est du Groenland et sur la côte nord de l'île canadienne d'Ellesmere. En combinant les résultats, l'équipe de Svend Funder est arrivée à retrouver deux informations climatiques : la variation en latitudelatitude de la limite de la zone de glace pérenne et la quantité d'eau libre au large. Mais les chercheurs mettent également en évidence les grandes caractéristiques quasi météorologiques de la zone sur les cent derniers siècles. Des phénomènes à différentes échelles de temps s'emboîtent comme des poupées gigognes.

Variations climatiques et phénomènes météorologiques

Sur la duréedurée étudiée, les résultats font apparaître quatre grandes phases où le climatclimat a varié. La fin de la déglaciation est nettement suivie il y a 8.500 ans par une phase plus chaude appelée « optimum climatiqueoptimum climatique de l'HolocèneHolocène ». Les caractéristiques de l'orbiteorbite terrestre (excentricitéexcentricité, obliquitéobliquité, précessionprécession) étaient telles que l'hémisphère nordhémisphère nord recevait 8 % de chaleurchaleur de plus que de nos jours. Cela explique en partie des températures arctiques (et non pas globales), alors entre 2 et 4 °C supérieures aux actuelles. À cette époque, la limite de fonte estivale de la banquise était à une latitude de 83 °N, près de 1.000 km au nord de sa position actuelle. Avec ces données, la taille de la surface englacée toute l'année calculée par simulation semble avoir atteint alors à peine 50 % du minimum record de 2007. À partir d'il y a 6.000 ans, l'englacement augmente à nouveau jusqu'à un maximum il y a 2.500 ans. Puis le climat reste globalement frais durant une dernière phase caractérisée par des modifications rapides de la provenance de la glace.

Un des deux lieux d'étude sur lequel les nombreux prélèvements ont été réalisés s'étend sur 500 km de côte au nord-est du Groenland, jusqu'à plus de 83 °N de latitude. Les marques rouges indiquent les zones présentant des rides de plages. © University of Copenhagen

Témoignage de la précision et de la validité des résultats, les petites variations climatiques plus récentes sont également visibles dans les données relevées : une partie de la période plus chaude appelée « optimum climatique médiéval » est nettement marquée entre 1100 et 1400 de notre ère, ainsi que le « petit âge glaciaire », plus froid, après 1400.

Au sein des quatre grandes phases, des variations beaucoup plus rapides de l'origine du bois montrent un va-et-vient entre deux régimes du système météorologique de la zone arctique. Comme pour El Niño dans le Pacifique, ce phénomène appelé oscillation arctiqueoscillation arctique (AO) voit les pressionspressions, les vents et donc les courants se modifier cycliquement. Les épisodes AO- sont plus fréquents en période froide ; beaucoup d'épisodes AO+, à l'inverse, marquent des périodes plus chaudes.

Vers des modèles plus précis

Complexité de la climatologieclimatologie, plusieurs échelles de temps se superposent : les changements de régime (AO+/-) prennent quelques années, les périodes chaudes ou froides durent quelques siècles et les quatre grandes phases plusieurs millénaires. D'après les chercheurs c'est dans la prise en compte des conséquences sur la glace des variations rapides, à la limite de la météorologiemétéorologie, que font défaut les modèles climatiquesmodèles climatiques. Leur étude apporte donc aux climatologues des données permettant de contraindre plus finement leurs outils de prévision climatique à long terme.

Pour ce qui est des conséquences du réchauffement climatique actuel, les chercheurs sont globalement d'accord avec les prévisions de leurs collègues. Si mieux comprendre l'effet qu'une modification des vents et des tempêtestempêtes a sur la glace est nécessaire, l'extension globale de la banquise est bien liée à la température. La glace de mer pérenne risque donc bien de disparaître. Mais, nouvelle plutôt rassurante, Svend Funder fait remarquer que le point de non-retour de la banquise au-delà duquel elle ne se reconstitue pas n'a pas été atteint avec des surfaces englacées moitié moindres que lors du minimum de 2007. Les conséquences d'un réchauffement limité semblent donc peut-être plus réversiblesréversibles que prévu. Reste à savoir si le réchauffement sera limité...