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Élévation du niveau des mers : la contribution de l'Antarctique revue à la hausse

Publié par Le Nouveau Paradigme sur 21 Avril 2016, 21:23pm

Catégories : #Environnement

 

L’Antarctique pourrait être plus instable qu’on ne le pensait. Son effondrement pourrait entraîner une élévation du niveau des océans bien plus importante que les projections actuelles.

 

la calotte antarctique
 
© shutterstock / Matt Berger
 

L'auteur

Sean Bailly est journaliste à Pour la Science
 

Une des conséquences du réchauffement climatique est la hausse du niveau moyen des océans. Estimer l'ampleur et la vitesse de cette élévation est un enjeu crucial pour les villes et les territoires situés en bord de mer, notamment pour les îles coraliennes, qui affleurent à la surface de la mer. Ce phénomène s’explique par la dilatation de l’eau plus chaude et par la fonte des glaciers, de la calotte groenlandaise et de celle de l’Antarctique (la glace de l’Arctique étant déjà dans la mer, sa fonte ne contribue pas directement à élever le niveau moyen des océans). Mais l'élévation du niveau des océans reste difficile à estimer. L’Antarctique, en particulier, pose des difficultés car la dynamique de la calotte polaire est mal comprise. Robert DeConto, de l’université du Massachusetts, et David Pollard, de l’université d’État de Pennsylvanie viennent de réaliser un progrès important dans ce sens : ils ont développé un modèle qui prend en compte divers mécanismes de fragilisation de la calotte. Et, en associant leur modèle aux scénarios climatiques, les deux chercheurs montrent que la fonte de la calotte antarctique pourrait contribuer faire monter le niveau des océans jusqu’à près d’un mètre d’ici 2100. En outre, à cause de l’inertie thermique des océans, la calotte polaire pourrait mettre plusieurs milliers d’années pour se reconstituer.

De combien le niveau des océans va-t-il monter d’ici 2100 ? Les projections retenues dans le rapport du GIEC de 2013 sont comprises entre 26 et 82 centimètres. Mais cette estimation inclut une contribution de l’Antarctique de l’ordre de quelques centimètres seulement, une estimation prudente faute d’une bonne compréhension de la dynamique de la calotte glaciaire. Or, depuis 2007, des observations satellites montrent que la calotte perd d'importantes quantités de glace, notamment dans certaines parties côtières telle que la région de la mer d'Amundsen. L'instabilité de l’Antarctique pourrait donc déjà être à l'œuvre. Une grande activité de modélisation a donc été initiée pour comprendre la dynamique de la calotte antarctique et son évolution.

En plus des observations, un argument géologique suggère que l’Antarctique pourrait fondre plus largement qu’on ne le pensait. Les données géologiques montrent que le niveau des océans a beaucoup varié au cours de l’histoire de la Terre. Durant le Pliocène, il y a environ 3 millions d’années, le niveau des océans était 10 à 30 mètres plus élevé qu’aujourd’hui ; et 6 à 9,3 mètres plus élevé pendant la dernière période interglaciaire (il y a entre 130 000 et 115 000 ans). Les modèles utilisés par les climatologues permettent de calculer la part due à la fonte de la calotte groenlandaise et la dilatation de l’eau à ces époques. Ainsi, pendant la dernière période interglaciaire, où la température était d’environ 2 °C plus élevée qu’elle ne l’était pendant la période pré-industrielle (et donc environ un degré de plus qu’aujourd’hui), la fonte de la glace du Groenland a contribué pour 1,5 à 2 mètres à la hausse, et la dilatation pour 0,4 mètre. La large part manquante vient probablement de l’Antarctique.

Plusieurs mécanismes de fragilisation de la calotte existent. En particulier, la partie de la calotte qui flotte sur l'océan joue un rôle mécanique de contrefort qui retient la glace reposant sur le socle rocheux du contient antarctique et l’empêche ainsi de se déverser dans les océans. Mais des courants marins chauds font fondre ce contrefort par en-dessous, si bien que la calotte continentale glisse vers l’océan. Cet effet a été étudié en particulier en 2015 par Catherine Ritz, du Laboratoire de glaciologie et de géophysique de l’environnement, à Grenoble, et ses collègues.

Robert DeConto et David Pollard ont repris ce mécanisme et ont ajouté un autre phénomène qui déstabilise la calotte : le réchauffement de l’atmosphère la fait fondre par au-dessus les parties côtières. La glace se fissure et des gros blocs se détachent de la calotte et flottent sur les mers (on parle de vêlage), ce qui conduit à sa disparition rapide. Ce phénomène a en particulier été observé lors de l’effondrement de la plateforme Larsen B en 2002 suite à plusieurs étés consécutifs exceptionnellement doux. Les deux checheurs font l'hypothèse que les falaises en front de mer subissent des avalanches importantes.

Ils ont d’abord testé leur modèle sur les cas géologiques du Pliocène et de la dernière période interglaciaire. Ce qui est intéressant, c'est que l’atmosphère au Pliocène était riche en CO2 (400 ppm), tandis que celle de la dernière période interglaciaire était plus pauvre (290 ppm). Cela permet d’évaluer différents aspects du modèle, car les mécanismes dominants de la fonte de la banquise au Pliocène sont liés au réchauffement de l’atmosphère, tandis que pendant la période interglaciaire, ils sont liés au réchauffement des océans. Résultat : le modèle indique des hausses du niveau des océans résultant de la fonte de la calotte  antarctique compatibles avec les données géologiques.

Pour avoir des projections d’ici 2100, Robert DeConto et David Pollard ont associé leur modèle à des scénarios climatiques définis par le GIEC. Ils ont étudié trois scénarios (RCP2.6, RCP4.5 et RCP8.5) qui diffèrent par les émissions de dioxyde de carbone d’origine anthropiques et donc par la hausse de la température moyenne (inférieure à 2 °C, entre 1,1 et 2,6 °C et entre 2,6 et 4,8 °C respectivement).

La bonne nouvelle est que dans le scénario où les émissions de gaz à effet de serre seront les plus limitées, la fonte de la calotte sera elle-même réduite et ne contribuera que de façon marginale à la hausse du niveau moyen des océans à l’orée de 2100. Dans le cas contraire, la carte des terres émergées sera redessinée : le scénario RCP4.5 conduit à une hausse de 50 centimètres et le scénario RCP8.5 à une élévation de près d’un mètre. Valeurs auxquelles il faut rajouter la fonte du Groenland et la dilatation des océans, qui totalisent entre 26 et 82 centimètres selon les modèles.

Par ailleurs, lorsque la simulation est poursuivie sur 5 000 ans, les effets perdurent pendant des milliers d’années. La calotte polaire ne se reconstitue pas tant que l’océan ne se refroidit pas. Or ce processus est extrêmement lent à cause de l’inertie thermique des mers. Les conséquences du réchauffement climatique s’inscrivent ainsi sur le long terme.

Ces derniers mois, plusieurs équipes ont estimé la contribution de l’Antarctique à la hausse des océans d’ici 2100 à au moins une trentaine de centimètres. Cette nouvelle étude confirme ces résultats et les renforce grâce à un modèle plus complet. Néanmoins, les marges d’incertitude restent importantes. La vitesse d’effondrement des falaises, en particulier, reste à quantifier. Et certains phénomènes liés à la dynamique des calottes ne sont pas encore bien compris. Par exemple, on observe au Groenland un ralentissement de l’avancée des glaciers vers la mer. Est-ce transitoire ? Autre exemple, l’effondrement rapide de la calotte antarctique dans la mer va créer des mélanges d’eau et de glace qui pourraient avoir un effet de contrefort et ralentir un peu le recul de la calotte. Malgré tout, les effets principaux du modèle de Robert DeConto et David Pollard suggèrent que la contribution de la calotte antarctique à la hausse des océans pourrait être plus importante et plus rapide que prévu et ses conséquences seront importantes pour les zones côtières habitées. Un problème qu’il n’est plus possible d’ignorer !


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