Les calottes glaciaires de l’Arctique et de l’Antarctique, c’est 99 % de la glace terrestre. Sous l’effet du réchauffement climatique, cette glace semble destinée à fondre. À quel point cette fonte fera-t-elle s’élever le niveau de la mer ? Nicolas Jourdain, océanographe et climatologue au CNRS, nous donne quelques chiffres, mais surtout, quelques axes de réflexion qui nous rappellent à quel point le système Terre est complexe.
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200 gigatonnes par an pour l'Arctique. 118 gigatonnes par an pour l'Antarctique. C'est la quantité de glace que les calottes polaires ont perdu depuis 2003. Entraînant une élévation du niveau de la mer de 14 millimètres. Et la tendance semble s'accélérer. En 2019, le Groenland a connu une fontefonte record de 532 gigatonnes ! Une conséquence du réchauffement climatique qui pourrait avoir de graves répercussions. Dès 2050, 300 millions de personnes pourraient être menacées par des inondations à répétition. Dont pas moins d'un million de Français.
C'est pour mieux comprendre les processus en jeu et leurs impacts que des glaciologues, des océanographes et des climatologuesclimatologues de 13 pays ont uni leurs efforts et modélisé avec une précision inégalée la fonte des calottes glaciairescalottes glaciaires et sa contribution à l'élévation du niveau des mers. Une précision inégalée ? Pas exactement, en réalité. « En principe, on espère toujours affiner les résultats des études précédentes. Mais nos travaux nous ont surtout montré à quel point nous avions sous-estimé l'ampleur de notre manque de connaissance sur le sujet », reconnait avec humilité Nicolas Jourdain, océanographe et climatologue au CNRS.
Pour mieux comprendre, il faut replacer la question dans son contexte. « Jusqu'au début des années 2000, on pensait que les calottes étaient stables à l'échelle de quelques décennies à quelques siècles. D'ailleurs, les trois premiers rapports du Groupement d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIECGIEC) ne tiennent pas compte d'une évolution de l'écoulement de ces calottes », nous rappelle le chercheur. « Puis les observations satellites ont changé la donne et poussé les glaciologues à revoir leurs modèles. Mais il reste compliqué de relier la dynamique des calottes à celle des océans et de l'atmosphèreatmosphère. » C'est pourtant bien le défi que s'est lancé la collaboration internationale pluridisciplinaire à laquelle Nicolas Jourdain a pris part.
Arctique et Antarctique, des processus différents
Les premiers résultats obtenus distinguent ce qui pourrait arriver du côté du pôle Nord de ce qui attend le pôle Sud. Car les processus en cours sont très différents.
« Au Groenland, les températures sont beaucoup plus élevées [la région, d'ailleurs, se réchauffe deux fois plus vite que le reste du globe, ndlr]. On y observe régulièrement de la fonte en été. Avec les icebergs libérés par certains glaciersglaciers, cette fonte compense normalement l'accumulation de neige en hiverhiver. Pour l'Arctique, l'augmentation de la fonte estivale est le principal mécanisme de perte de massemasse de la calotte. On peut ajouter que l'accélération de certains glaciers [comme on l'a vu très récemment avec l'iceberg qui s'est détaché du glacier 79 N, ndlr] amplifie cette perte en libérant davantage d'icebergs », nous explique Nicolas Jourdain.
Les chercheurs estiment aujourd'hui que, sur la période 2015-2100, la contribution de la calotte glaciaire du Groenland à l'élévation du niveau de la mer sera comprise entre +1,5 et +14 centimètres. « Une fourchette d'incertitude que l'on doit essentiellement aux différents scénarios d'émissions de gaz à effet de serre. »
“Le réchauffement climatique pourrait entraîner une accumulation de neige plus importante en Antarctique”
Pour l'Antarctique, la fourchette dépend moins de nos émissionsémissions. Là-bas, en effet, les phénomènes de fonte de surface restent rares. « C'est un phénomène de fonte par l'océan qui fragilise le plus la calotte. Car la plupart des glaciers se terminent par des parties flottantes qui jouent un rôle de bouchon sur la glace située en amont. Lorsque ces terminaisons flottantes sont affaiblies, l'écoulement glaciaire vers l'océan et la fonte sont accélérés. Mais il faut savoir que, dans un climat chaud, l'airair est capable de transporter plus d'humidité. Ainsi, aussi paradoxal que cela puisse paraître, le réchauffement climatique pour entraîner une accumulation de neige plus importante en Antarctique. »
C'est pourquoi les chercheurs donnent, pour la contribution de l'Antarctique à l'élévation du niveau de la mer, une fourchette qui fait une incursion dans le négatif. « Elle s'étend de -7,8 à +30 cm, les valeurs négatives correspondant aux situations où l'effet de l'accumulation de neige dominerait par rapport à celui de la fonte océanique. » L'incertitude venant cette fois du phénomène qui, finalement, prendra potentiellement le dessus sur l'autre.
Des modèles qui méritent d’être améliorés
Tenant compte du phénomène de dilatation thermique et de la fonte des glaciers de montagne, l'élévation du niveau de la mer devrait être bien plus importante à l'horizon 2100. La fonte des calottes glaciaires ne comptant, à terme, que pour, au maximum, la moitié de cette élévation. « N'oublions pas qu'une montée des eaux moyenne de 30 centimètres ne signifie pas que les eaux vont monter de manière égale sur l'ensemble de la Planète. Certaines régions seront plus impactées, souligne Nicolas Jourdain. Les régions les plus basses pourront se retrouver totalement immergées. Mais le vrai problème se posera dans les régions qui se retrouveront immergées de façon occasionnelle. L'élévation du niveau des mers va, par exemple, augmenter la probabilité d'une immersion par un cyclone tropicalcyclone tropical dans certaines zones côtières. »
Le saviez-vous ?
La fonte des calottes glaciaires n’est pas le seul phénomène à l’origine de l’élévation du niveau de la mer. À l’heure actuelle, elle est responsable d’environ un tiers de cette élévation. Mais son poids devrait s’amplifier d’ici la fin du XXIe siècle. Les autres phénomènes qui activent fortement l’élévation du niveau de la mer sont : la dilatation thermique — le fait qu’une eau plus chaude occupe un volume plus important —, pour moitié et la fonte des glaciers de montagne, pour le reste.
D'où l'intérêt de préciser encore les modèles. En commençant par la récolte de données. « Il va falloir aller faire plus d'observations dans les régions polaires et dans les zones difficilement accessibles. Notamment sous les terminaisons flottantes de la calotte, des couches de glace qui peuvent atteindre quelques centaines de mètres d'épaisseur. C'est indispensable pour mieux comprendre comment l'océan fait fondre la glace, remarque le climatologue au CNRS. En parallèle, il faudra travailler à l'intégration des calottes polaires dans les modèles climatiquesmodèles climatiques pour élaborer enfin un véritable modèle de système TerreTerre qui représenterait l'ensemble de ses composantes que sont l'océan, l'atmosphère, les calottes, la biogéochimie, la chimiechimie de l'atmosphère, etc. » Mais tout cela prendra encore du temps...
