Présentation

Le climat de la Terre et du Pacifique n'a jamais été statique. Au cours de plusieurs centaines de millions d'années, la planète a traversé les périodes de serre chaudes et les phases froides de la glaciation, avec la glaciation qui représente l'une des forces les plus puissantes qui façonnent la surface sur laquelle nous vivons. La glaciation n'est pas seulement une curiosité historique; elle est un processus actif qui influe sur le niveau de la mer, les conditions météorologiques et les écosystèmes du monde entier.

Qu'est-ce que la glaciation?

La glaciation désigne la formation, la croissance et la propagation de glaciers et de calottes glaciaires continentales sur de grandes portions de la surface de la Terre. Elle survient lorsque les conditions climatiques permettent à la neige de persister année après année, se compactant progressivement en glace dense sous son propre poids.

Un glacier est essentiellement une rivière de glace qui se déplace lentement, mais lorsque la glaciation atteint une échelle planétaire, elle produit des calottes de glace, d'immenses masses continentales qui peuvent être des milliers de mètres d'épaisseur. Au cours du pic de la dernière ère glaciaire, il y a environ 20 000 ans, les calottes de glace couvrent près de 30 p. 100 de la Terre et de 8217; la superficie terrestre, comparativement à environ 10 p.

La glaciation n'est pas un événement unique mais un processus dynamique qui se déroule sur des dizaines de milliers d'années. La Terre est actuellement dans une période interglaciaire dans l'Âge glaciaire quaternaire, une phase de réchauffement naturel entre maxima glaciaire plus froid. Comprendre ce cycle est la clé pour séparer la variabilité naturelle du changement climatique induit par l'homme.

Les étapes de la glaciation

La glaciation se déroule à plusieurs stades distincts, chacun avec des signatures climatiques et géologiques caractéristiques. Bien que la chronologie exacte varie, la séquence générale est cohérente entre les cycles glaciaires.

Phase de refroidissement

Une baisse soutenue de la température moyenne mondiale déclenche le processus. Ce refroidissement est généralement dû à une combinaison de variations orbitales, de changements dans la composition atmosphérique et de boucles de rétroaction impliquant l'albédo de glace.

Cumul

La neige qui survit à la saison estivale s'accumule année après année. Le poids des couches successives compresse les couches inférieures, emporte l'air et transforme la neige d'abord en sapin (neige granitique) puis en glace glaciaire solide. Cette zone d'accumulation d'un glacier est l'endroit où la masse est gagnée.

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À mesure que la glace s'épaissit, elle s'écoule vers l'extérieur de la zone d'accumulation, en s'avançant vers des altitudes et des latitudes inférieures. Le glacier s'étend en taille, se fusionnant souvent avec des masses de glace voisines pour former des calottes ou des calottes glaciaires.

Phase de stabilité

Au sommet d'une période glaciaire, la calotte glaciaire peut atteindre un équilibre dynamique où l'accumulation au centre est équilibrée par la fonte et le vêlage aux marges. Cette phase peut durer des milliers d'années, pendant lesquelles la calotte glaciaire exerce une influence maximale sur le niveau de la mer et les systèmes climatiques.

Retraite

Lorsque les conditions climatiques se réchauffent — qu'il s'agisse de changements orbitaux, d'augmentation des gaz à effet de serre ou d'autres facteurs — la fonte commence à dépasser l'accumulation. Le terlinus du glacier et du n° 8217 se retire, révélant souvent un substrat rocheux fraîchement répercuté et déposant un till glaciaire.

Causes de la glaciation

L'apparition d'une période glaciaire est rarement causée par un seul facteur. Elle émerge plutôt de l'interaction de plusieurs mécanismes naturels opérant sur différentes échelles de temps.

Cycles de Milankovitch

Le mathématicien serbe Milutin Milankovitch a proposé que les variations de l'orbite de la Terre et de l'inclinaison axiale soient les principaux moteurs des cycles climatiques à long terme. Trois composantes sont les plus importantes : l'excentricité (la forme de l'orbite de la Terre et du Pacifique, qui varie sur environ 100 000 ans), l'obliquité (l'inclinaison de l'axe de la Terre et du Pacifique, qui varie sur 41 000 ans) et la précession (le tourbillon de l'axe, qui dure environ 26 000 ans).

Composition atmosphérique

Les gaz à effet de serre, comme le dioxyde de carbone et le méthane, jouent un rôle crucial dans la régulation de la température de la Terre et de la Terre. Pendant les périodes glaciaires, les concentrations atmosphériques de CO2 ont été mesurées à environ 180 à 200 parties par million (ppm), comparativement à des niveaux préindustriels d'environ 280 ppm et des niveaux courants de plus de 420 ppm.

Changements dans la circulation des océans

La bande de transport océanique mondial, aussi connue sous le nom de circulation thermohaline, redistribue la chaleur autour de la planète. Les changements dans les courants océaniques peuvent modifier considérablement les climats régionaux. Par exemple, un ralentissement de la circulation de la migration méridionale (CAM) peut réduire le transport d'eau chaude vers l'Atlantique Nord, refroidir les masses de terres environnantes et encourager la croissance des nappes glaciaires en Scandinavie et en Amérique du Nord.

Activité volcanique

Les éruptions volcaniques importantes injectent du dioxyde de soufre, des cendres et d'autres particules dans la stratosphère, où elles peuvent refléter la lumière du soleil et refroidir temporairement la planète. Les éruptions individuelles produisent généralement des effets qui ne durent que quelques années, mais des périodes prolongées d'activité volcanique, comme celles associées aux mouvements tectoniques de plaques, peuvent contribuer au refroidissement à plus long terme.

Tectoniques et positionnements continentaux

La présence d'une masse terrestre à de hautes latitudes, comme l'Antarctique au-dessus du pôle Sud ou le Groenland près du pôle Nord, fournit une plate-forme pour la croissance des nappes glaciaires. L'ouverture ou la fermeture de portes océaniques, comme l'isthme du Panama ou le passage Drake, peut modifier le transport de chaleur à l'échelle mondiale et déclencher des conditions glaciaires.

Effets de la glaciation sur le niveau de la mer

La relation entre glaciation et niveau de la mer est directe et inverse : lorsque la glace s'accumule sur la terre, le niveau de la mer tombe ; lorsque la glace fond, le niveau de la mer monte, car la grande majorité de la glace glaciaire existe sur les masses continentales, et non flottant sur l'océan. La glace flottante, comme la glace de mer arctique, n'affecte pas le niveau de la mer lorsqu'elle fond (par le principe du déplacement).

Le mécanisme de changement du niveau de la mer

Au sommet de la dernière glaciale, il y a environ 20 000 ans, le niveau de la mer était d'environ 120 mètres inférieur à ce qu'il est aujourd'hui. Les plateaux continentaux ont été exposés, créant des ponts terrestres comme le pont de Bering Land entre l'Asie et l'Amérique du Nord. Les côtes étaient radicalement différentes : les îles britanniques étaient reliées à l'Europe continentale et de grandes parties de l'Asie du Sud-Est étaient reliées au continent.

Au fur et à mesure que les températures s'élèvent et que les glaciers commencent à reculer, l'eau de fonte retourne aux océans, augmentant le niveau de la mer à des vitesses allant jusqu'à plusieurs mètres par siècle pendant les impulsions les plus rapides de l'eau de fonte.

Changements historiques du niveau de la mer

Le bilan géologique fournit des preuves convaincantes de l'ampleur des fluctuations passées du niveau de la mer. Au cours de la période interglaciaire émienne, il y a environ 125 000 ans, les températures mondiales étaient légèrement plus chaudes qu'aujourd'hui, et le niveau de la mer était de 5 à 10 mètres plus élevé.

Entre l'Eémien et le Dernier Glacial Maximum, le niveau de la mer a chuté de plus de 100 mètres à mesure que les calottes glaciaires se dilatent. Les terrasses de récifs coralliens, les vallées submergées et les carottes de sédiments conservent toutes des preuves de ces anciennes rives.

L'époque de l'Holocène, qui a duré 11 700 ans, a été une période de stabilité relative du niveau de la mer, avec peu de changements nets jusqu'à la Révolution industrielle, ce qui a permis aux civilisations humaines de se développer le long des côtes qui étaient supposées être permanentes, et cette hypothèse est maintenant contestée.

Tendances actuelles de l'élévation du niveau de la mer

Aujourd'hui, l'élévation du niveau de la mer s'accélère en raison des changements climatiques provoqués par l'homme. Deux mécanismes principaux sont en place : l'expansion thermique (à mesure que l'eau de l'océan se réchauffe, elle s'étend) et la fonte des glaces terrestres.

Les données altimétriques satellitaires de la NASA et de la NOAA montrent que le niveau moyen mondial de la mer a augmenté d'environ 21 centimètres depuis 1900, avec un taux de hausse au fil du temps. Au cours des trois dernières décennies, le niveau de la mer a augmenté d'environ 3,3 millimètres par an, et ce taux s'accélère.

La banquise du Groenland perd de sa masse à un rythme accéléré, en moyenne environ 280 gigatonnes par an au cours de la dernière décennie. La banquise de l'Antarctique, en particulier dans l'Antarctique occidental, perd également de sa masse, car les eaux chaudes de l'océan sapent les plateaux flottants de glace, ce qui permet aux glaciers de l'intérieur d'accélérer vers la mer.

Impacts de l'élévation du niveau de la mer

Les conséquences physiques de la montée des mers se font déjà sentir dans le monde entier et elles s'intensifieront dans les prochaines décennies, indépendamment des réductions d'émissions, en raison de l'inertie du système climatique.

Érosion côtière

Le niveau de la mer plus élevé permet aux vagues et aux ondes de tempête d'atteindre plus loin l'intérieur des terres, accélérant l'érosion des plages, des falaises et des falaises côtières.

Inondations côtières

Les inondations côtières sont plus fréquentes et plus graves en raison de la montée des mers. Ce qui était autrefois une inondation de “100 ans” devient un événement décadique ou même annuel dans de nombreux endroits. Les inondations de marée, aussi connues sous le nom d'inondations de jour ensoleillé, perturbent déjà la vie quotidienne dans des villes comme Miami, Norfolk et Jakarta.

Intrusion de l'eau salée

À mesure que le niveau de la mer augmente, l'eau salée s'enfonce dans les aquifères, les estuaires et les rivières côtiers.Cette intrusion dans l'eau salée contamine les réserves d'eau douce utilisées pour la consommation et l'irrigation, menaçant la sécurité alimentaire et la santé publique.

Perte de terres humides

Les milieux humides côtiers, y compris les marais salés et les mangroves, peuvent s'adapter à l'élévation progressive du niveau de la mer en construisant une élévation par accumulation de sédiments et par croissance de la tourbe. Toutefois, lorsque le taux de croissance dépasse leur capacité de maintenir le rythme, ces écosystèmes se noient et se convertissent en eau libre.

Déplacement et migration

L'élévation du niveau de la mer menace de déplacer des millions de personnes vivant dans des zones côtières basses et de petites nations insulaires. Des nations insulaires entières comme Tuvalu, Kiribati et les Maldives sont exposées à des risques existentiels. Au Bangladesh, des dizaines de millions de personnes vivent à moins d'un mètre du niveau de la mer.

Dommages causés aux infrastructures

Les ports, les aéroports, les routes, les chemins de fer, les centrales électriques et les réseaux d'égout situés dans les zones côtières sont de plus en plus vulnérables aux inondations et aux dommages causés par les tempêtes.

Stratégies d ' atténuation et d ' adaptation

Pour relever le défi de l'élévation du niveau de la mer, il faut adopter une approche à deux volets : l'atténuation pour réduire le réchauffement futur et la perte de glace, et l'adaptation pour gérer les changements qui sont déjà inévitables.

Réduction des émissions

La façon la plus efficace de ralentir l'élévation du niveau de la mer à long terme est de réduire les émissions de gaz à effet de serre, ce qui signifie que l'on passe des combustibles fossiles aux énergies renouvelables, qu'on améliore l'efficacité énergétique, qu'on protège et qu'on rétablisse les forêts et qu'on adopte des pratiques agricoles durables.

Défenses côtières

Les solutions techniques comme les murs de mer, les digues, les barrières anti-tempête et les barrières d'inondation peuvent protéger les zones urbaines de grande valeur. La barrière de la Tamise à Londres, le maeslantkering aux Pays-Bas et le système MOSE à Venise sont des exemples de défenses côtières à grande échelle.Ces structures sont coûteuses à construire et à entretenir, et elles peuvent avoir des impacts écologiques négatifs, mais elles demeurent essentielles pour protéger les villes côtières densément peuplées.

Retraite gérée

Dans certaines régions, le coût de la défense contre la montée des mers dépasse la valeur des terres et des infrastructures. La retraite gérée implique le déplacement planifié des personnes, des bâtiments et des infrastructures loin des zones côtières vulnérables.Cette approche est controversée et difficile à mettre en œuvre, mais elle est de plus en plus reconnue comme inévitable dans les zones les plus exposées.

Restauration des barrières naturelles

L'adaptation écosystémique permet de tirer parti des services de protection des systèmes naturels. Les forêts de mangroves, les marais salés, les herbiers et les récifs coralliens peuvent contenir les côtes contre les vagues et les ondes de tempête tout en fournissant un habitat et un stockage du carbone.

Politiques et planification

Pour être efficaces, il faut intégrer les projections de l'élévation du niveau de la mer dans la planification de l'utilisation des terres, les codes de construction et la conception des infrastructures. Les lois de zonage peuvent restreindre le développement dans les zones à haut risque. Les systèmes d'assurance peuvent être réformés pour tenir compte des risques réels.

Importance de l'éducation et de la sensibilisation

La compréhension publique de la glaciation et de l'élévation du niveau de la mer est essentielle pour renforcer la volonté politique et favoriser la résilience. Beaucoup de gens considèrent encore l'élévation du niveau de la mer comme un problème lointain alors qu'en réalité elle affecte déjà les communautés à travers le monde.

La transparence des risques et des incertitudes aide les gens à prendre des décisions éclairées sur les endroits où vivre, comment construire et comment se préparer aux situations d'urgence.

La communauté scientifique continue de mieux comprendre la dynamique des plaques glaciaires et les projections du niveau de la mer. Des initiatives de recherche comme le projet de comparaison intercomparaison des plaques glaciaires et les missions satellitaires comme NASA’s ICESat-2 et le suivi GRACE fournissent des données essentielles pour améliorer les prévisions.

Conclusion

La glaciation est l'un des processus naturels les plus puissants de la Terre et de la 8217; les mêmes forces qui, une fois les océans abaissés de 120 mètres, fonctionnent à l'inverse, tandis que l'activité humaine accélère la fonte des glaciers et des calottes glaciaires; les conséquences — érosion côtière, inondations, intrusion dans les eaux salées, perte d'habitat et déplacement de l'homme — sont déjà évidentes et s'intensifieront pendant des décennies.

Comprendre le processus de glaciation et ses effets sur l'élévation du niveau de la mer n'est pas un exercice académique. C'est une nécessité pratique pour préparer les communautés, protéger les infrastructures et planifier un avenir où les côtes seront très différentes d'aujourd'hui. En combinant des réductions ambitieuses d'émissions avec des stratégies d'adaptation intelligentes et une vaste éducation publique, nous pouvons réduire les risques et construire une relation plus résistante avec notre planète en évolution.

Pour plus de renseignements, consultez le NASA’s Sea Level Change Portal, le Rapport d'évaluation du sixième rapport d'IPCC et la page National Geographic Glacier resource page.