Une carotte de sédiments s’étendant sur des millions d’années et de nouvelles études de modélisation indiquent un retrait important des glaces à des températures similaires à celles d’aujourd’hui.
En forant 500 pieds de glace flottante dans le fond de l’océan Antarctique, les climatologues ont récupéré un rare enregistrement de sédiments de 23 millions d’années qui aide à démontrer pourquoi la calotte glaciaire australe de la planète pourrait déterminer le sort des zones côtières éloignées de basse altitude.
Les couches de roches, de limons et de fossiles sont comme des pages d’un livre des temps géologiques, révélant comment les vastes calottes glaciaires et les plateaux flottants de l’Antarctique occidental réagissent rapidement à un réchauffement modeste, avec un rétrécissement et une fonte importants dans des climats similaires à ceux d’aujourd’hui.
Parallèlement à d’autres nouvelles études de modélisation et analyses du retrait actuel des glaces, l’échantillon de carottes de sédiments océaniques affirme que le réchauffement d’origine humaine déclenche une fonte irréversible à long terme qui pourrait submerger le tiers sud de la Floride et d’autres zones côtières de basse altitude d’ici deux à trois siècles.
Les éléments de preuve issus de la paléoclimatologie, ainsi que de la modélisation et des observations, convergent également pour suggérer que l’élévation moyenne du niveau de la mer à l’échelle mondiale dans un avenir plus immédiat va s’accélérer, atteignant 3 pieds d’ici la fin du siècle et jusqu’à 5 pieds dans les régions insulaires équatoriales, déplaçant potentiellement des millions de personnes dans le monde.
L’expédition de forage historique au bord éloigné de la plate-forme de glace de Ross fait partie d’un vaste effort « visant à répondre à la question de savoir quand et dans quelles conditions la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental disparaîtra », a déclaré Johann Klages, géoscientifique à l’Institut Alfred Wegener en Allemagne et coordinateur du projet international SWAIS2C visant à évaluer la vulnérabilité de l’Antarctique occidental à un réchauffement d’origine humaine de 2 degrés Celsius (3,6 degrés Fahrenheit) au-dessus du niveau pré-fossile. référence de l’ère du carburant.
Le monde pourrait atteindre cet objectif d’ici 2050, plus tôt que prévu, selon les récents avertissements du climatologue à la retraite de la NASA, James Hansen. Et comment ce niveau de réchauffement affectera-t-il exactement les vastes champs de glace de l’Antarctique, telle est la question à laquelle l’équipe de 29 membres a cherché à répondre lorsqu’elle a installé son camp pendant 10 semaines. Leur équipement devait être transporté par des véhicules motorisés sur plus de 600 milles de glace.
Les tentatives précédentes visant à forer les fonds marins sous la glace avaient échoué en raison de défis techniques et logistiques, mais cette fois-ci, elles ont réussi grâce au soutien technique essentiel du programme antarctique américain et de la National Science Foundation.
Molly Patterson, professeure agrégée à l’Université de Binghamton et co-scientifique en chef de la mission SWAIS2C, a déclaré que les couches de sédiments de la carotte montrent comment la glace a avancé et reculé, mais déterminer le moment exact nécessite des analyses géochimiques détaillées qui pourraient prendre des années.
La carotte de sédiments a une profondeur de plus de 200 mètres, une profondeur inhabituelle par rapport aux carottes de sédiments sous-glaciaires précédentes, qui dépassaient rarement 10 mètres, fournissant un enregistrement continu des conditions climatiques couvrant les fluctuations d’époque entre les périodes glaciaires et les périodes interglaciaires plus chaudes.
Lire le noyau revient à reconstruire des environnements passés couche par couche, a déclaré Patterson. Lorsque la glace entre en contact avec le fond marin, elle « écrase tout au bulldozer », laissant des débris grossiers et mélangés. Mais des couches de boue plus fine, parsemées de pierres plus grosses tombées des plates-formes de glace en fonte, suggèrent de la glace flottante. Et lorsque ces couches contiennent des fossiles d’organismes dépendants de la lumière comme le plancton, cela signale une eau libre, sans glace. Grâce à une analyse chimique permettant de dater les matériaux, les scientifiques peuvent déterminer où se trouvait la marge de glace et quelles étaient les températures de l’océan à cette époque.
Il existe d’autres échantillons de sédiments provenant des limites du continent Antarctique, mais pas une carotte de sédiments aussi profonde provenant de l’intérieur d’une calotte glaciaire, a déclaré Ed Gasson, glaciologue, professeur agrégé à l’Université d’Exeter en Angleterre et membre de l’équipe SWAIS2C.
« C’est important », a déclaré Gasson, « car cela nous indique directement que cette partie de la calotte glaciaire, que nous pensons particulièrement vulnérable au réchauffement climatique, s’est retirée dans le passé géologique, laissant derrière elle de l’eau de mer libre. »
Les dominos climatiques tombent
Deux autres études publiées le mois dernier renforcent les inquiétudes quant à la vulnérabilité potentielle des glaces de l’Antarctique. Une équipe de recherche a cartographié la façon dont la glace de l’Antarctique s’écoule à travers des bassins interconnectés, montrant comment la fonte dans une région peut en déstabiliser d’autres, accélérant la fonte des glaces et l’élévation du niveau de la mer. Une analyse distincte, basée sur les mesures du glacier Thwaites de l’Antarctique occidental, a testé la précision des modèles et a montré que le taux actuel de perte de glace est cohérent avec les projections à long terme d’une fonte significative.
Les enregistrements sédimentaires montrent ce qui s’est passé hier et les observations du glacier Thwaites fournissent des informations sur la fonte récente. Mais la grande question reste de savoir ce qui se passera demain, a déclaré Jonathan Donges, chercheur sur le système terrestre à l’Institut de recherche sur l’impact climatique de Potsdam en Allemagne et co-auteur de l’article qui a examiné les liens dynamiques entre les vastes étendues de glace du continent.
En cartographiant la manière dont les bassins de glace interagissent, les chercheurs ont montré que la fonte dans une zone pourrait se propager et déstabiliser d’autres zones, poussant potentiellement l’ensemble du système au-delà d’un seuil critique qui bloquerait des milliers d’années d’élévation du niveau de la mer.
Il est facile de négliger des échelles de temps aussi longues, même si les conséquences sont profondes, a déclaré Donges. Les gens ont tendance à se concentrer sur ce qui se passera d’ici 2100, a-t-il ajouté, mais la véritable histoire est celle que nous mettrons en mouvement au cours des prochaines décennies et qui se déroulera dans les siècles à venir. Son équipe a étudié comment les bassins de glace peuvent s’influencer les uns les autres, car des recherches antérieures ont montré que différentes zones ont des seuils différents pour une fonte significative ; la perte d’un seul bassin pourrait faire monter le niveau de la mer de 20 à 30 pieds.
Le secteur de la mer d’Amundsen, dans l’Antarctique occidental, a déjà été identifié comme l’une des régions les plus vulnérables aux niveaux actuels de réchauffement, a-t-il déclaré, ajoutant que sa glace reculerait pendant des siècles, même si les températures mondiales se stabilisaient.
À mesure que la glace s’amincit et recule, la frontière entre la glace et l’océan et le substrat rocheux se retire vers l’intérieur des terres, exposant davantage d’eau libre et accélérant encore la fonte. Au fil du temps, ce retrait s’étend à l’intérieur des terres, modifiant l’écoulement des glaces et déstabilisant les bassins voisins dans un processus en cascade qui pousse la fonte plus profondément dans le continent.
Le nouvel article sur le glacier Thwaites a noté des écoulements de glace plus rapides, un amincissement des bords du glacier, une augmentation des faiblesses structurelles et un retrait de la ligne d’ancrage qui ancre la glace au fond marin.
Toutes ces découvertes renforcent la compréhension scientifique croissante selon laquelle, une fois que des éléments clés de la calotte glaciaire commencent à s’affaiblir, des processus de rétroaction peuvent prendre le relais, permettant au retrait de se poursuivre longtemps après le réchauffement initial.
Donges a déclaré que même des estimations prudentes d’environ 13 pieds d’élévation du niveau de la mer d’ici 2300 semblent massives.
« Quand on se trouve quelque part sur une plage, il est difficile d’imaginer que cela puisse se produire depuis que les États-Unis existent », a-t-il déclaré.
Et cela pourrait être encore pire. Les projections d’une telle élévation du niveau de la mer n’incluent pas un effondrement rapide et majeur des plates-formes de glace, a déclaré Donges, expliquant que certaines études suggèrent que la rétroaction pourrait entraîner la désintégration de grandes étendues de glace plus rapidement que prévu.
S’il y a un réchauffement extrême et une fonte à la surface, l’eau de fonte « se déverse dans des fissures profondes puis recongèle, élargissant les failles », a-t-il déclaré. « Cela fissure les calottes glaciaires, qui peuvent alors se désintégrer beaucoup plus rapidement. »
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