Le rôle des plaques polaires dans l'élévation du niveau de la mer

Les régions arctiques et antarctiques contiennent la grande majorité des glaces d'eau douce de la Terre, qui sont entreposées principalement dans d'énormes nappes glaciaires et dans de nombreux glaciers. Ces réservoirs gelés jouent un rôle crucial dans la régulation du niveau mondial des mers. Toutefois, à mesure que les températures mondiales continuent d'augmenter en raison des changements climatiques induits par l'homme, ces masses de glace se fondent à des vitesses sans précédent.

L'augmentation du niveau de la mer est un processus complexe et non uniforme influencé par plusieurs facteurs. L'expansion thermique de l'eau de mer, qui se réchauffe, représente environ la moitié de l'augmentation observée du niveau de la mer. Toutefois, la contribution des eaux de fonte provenant de la glace terrestre au Groenland et en Antarctique est de plus en plus dominante.

Région arctique : Réchauffement rapide et perte de glace

Chaleur aux taux non précédents

L'Arctique connaît un réchauffement à près de quatre fois la moyenne mondiale, phénomène appelé amplification arctique. Ce réchauffement accéléré est alimenté par des mécanismes de rétroaction complexes impliquant l'atmosphère, l'océan et la couverture glaciaire. La perte de glace de mer réfléchissante expose des surfaces océaniques plus sombres, qui absorbent plus de rayonnement solaire, amplifient encore le réchauffement dans un cycle d'auto-renforçage.

Il est important de distinguer la glace de mer et la glace de terre lorsqu'on considère les contributions à l'élévation du niveau de la mer. La fonte de la glace de mer elle-même n'augmente pas directement le niveau de la mer parce qu'elle flotte déjà sur l'océan. Toutefois, le retrait de la glace de mer expose les eaux libres, augmente l'absorption de chaleur et déstabilise les glaciers et les calottes de glace adjacents sur terre, ce qui contribue à l'élévation des mers.

Contributions aux fiches de glace du Groenland

La banquise du Groenland est la plus grande masse de glace de l'Arctique et un des principaux facteurs de l'élévation du niveau de la mer mondiale. Contenant suffisamment de glace pour élever le niveau de la mer mondiale d'environ 7,4 mètres si elle est complètement fondue, elle est devenue un point central de la recherche climatique.

Les données satellitaires de la NASA sur la récupération de la gravité et l'expérience climatique (GRACE) et de son successeur GRACE-FO révèlent que le Groenland a perdu en moyenne 280 gigatons de glace par an entre 2002 et 2020. Cette perte de masse est causée à la fois par une fonte de surface accrue et par le vêlage accéléré des glaciers dans l'océan.

Fusion glaciaire arctique et impacts locaux

En plus de la banquise du Groenland, des milliers de petits glaciers dispersés dans l'Arctique canadien, l'Alaska et l'archipel arctique russe se rétrécissent rapidement. Bien que individuellement moins volumineux que la banquise du Groenland, ces glaciers contribuent collectivement à l'élévation du niveau de la mer.

La perte de glace de mer protectrice expose les rives à une action plus forte des vagues et à des ondes de tempête, accélérant l'érosion côtière. Entre-temps, le pergélisol qui dégele déstabilise les sols, menaçant les infrastructures comme les routes, les bâtiments et les pipelines.

Région de l'Antarctique : dynamique complexe

L'immensité de la banquise de l'Antarctique

La banquise de l'Antarctique abrite près de 90 % de la glace d'eau douce du monde et constitue la plus grande masse de glace sur Terre. Elle est divisée en trois grands secteurs : la banquise de l'Antarctique oriental (EAIS), la banquise de l'Antarctique occidental (WAIS) et la péninsule antarctique.

Par contre, l'Antarctique occidental et la péninsule antarctique ont connu des changements plus rapides, notamment un amincissement de la plate-forme de glace, une accélération des glaciers et un vêlage accru, ce qui a suscité des inquiétudes croissantes quant au risque de pertes de glace à grande échelle de l'Antarctique au cours des prochaines décennies.

Instabilité des plaques de glace de l'Antarctique occidental

La plus grande partie de la banquise de l'Antarctique occidental repose sur le substrat sous le niveau de la mer, ce qui la rend particulièrement vulnérable à la fonte par l'océan. Des courants océaniques chauds s'infiltrent sous les plates-formes de glace flottantes, les fondent de dessous et éclaircissent leur structure. Les plates-formes de glace agissent comme des contreforts, freinant le flux des glaciers sur terre.

Parmi les glaciers les plus critiques, on trouve l'île Pine et les Thwaites. Le glacier Thwaites, surnommé le glacier -Doomsday, est particulièrement préoccupant en raison de sa rapide retraite et du volume considérable de glace qu'il détient. Les scientifiques estiment que l'effondrement complet des Thwaites pourrait à eux seuls augmenter le niveau de la mer mondiale de plus d'un demi-mètre.

Dynamique de la plate-forme de glace et événements Calving

Les plateaux de glace servent de barrages de sécurité critiques qui ralentissent le flux de glace terrestre dans l'océan. Lorsque ces plateaux se brisent ou sinuent de grands icebergs, ils enlèvent cette contrainte, ce qui permet aux glaciers d'accélérer. La péninsule antarctique a été témoin d'effondrements spectaculaires, comme la plate-forme de glace Larsen B en 2002, qui s'est désintégrée en quelques semaines.

Ces événements sont souvent déclenchés par une combinaison de réchauffement des températures atmosphériques et d'intrusion d'eaux chaudes de l'océan sous les rayons. Bien que les plates-formes de glace flottantes elles-mêmes ne contribuent pas directement à l'élévation du niveau de la mer lorsqu'elles fondent, leur perte contribue indirectement en permettant le rejet accéléré de glace échouée, qui ajoute de l'eau à l'océan.

Incertitude de l'Antarctique oriental

L'Antarctique oriental, malgré son volume de glace considérable, est depuis longtemps considéré comme stable. Cependant, des recherches récentes révèlent des signes émergents de vulnérabilité, en particulier dans des régions comme le bassin Wilkes. L'intrusion d'eau chaude sous les lignes de mise à la terre – où les nappes glaciaires passent de la terre à la terre flottante – a été détectée, ce qui a entraîné un éclaircissement localisé.

Comparaison des contributions de l'Arctique et de l'Antarctique

Si les régions arctique et antarctique contribuent à l'élévation du niveau de la mer mondiale, elles le font par des processus physiques distincts, façonnés par leur géographie et leur climat.

  • Arctique: L'élévation du niveau de la mer dans l'Arctique est principalement attribuable à la fonte de surface de la banquise du Groenland et des glaciers environnants, influencée par l'élévation des températures de l'air et les mécanismes de rétroaction de l'albédo-glace.
  • Antarctica: La perte de glace est dominée par la fonte basale induite par l'océan sous les plates-formes de glace flottantes, qui déstabilise les glaciers marins qui se propagent, en particulier dans l'Antarctique occidental.
  • Magnitude et potentiel: Sur une base par unité-zone, l'Arctique perd la masse de glace plus rapidement que l'Antarctique. Cependant, Antarctique , volume de glace massive signifie qu'il détient le plus grand potentiel pour l'élévation à long terme du niveau de la mer, potentiellement élever les mers de plusieurs mètres au cours des siècles si la déstabilisation continue à ne pas être contrôlée.
  • Dans les années 1990, la perte de glace polaire a contribué à environ 20 % de l'élévation du niveau de la mer mondiale. Aujourd'hui, cette part dépasse 50 %, ce qui souligne le rôle croissant des pôles dans les changements du niveau de la mer.

Les mesures récentes effectuées par les missions satellitaires, notamment GRACE-FO et ICESat-2, confirment que les deux régions polaires perdent de leur masse à des vitesses accélérées. Le sixième rapport d'évaluation du GIEC prévoit que, dans le cadre de scénarios à émissions élevées, la fonte des glaces polaires pourrait à elle seule contribuer à une augmentation d'un mètre du niveau mondial de la mer d'ici 2100, avec une hausse continue bien au-delà de cette échéance.

Impacts de l'élévation du niveau de la mer sur les communautés côtières

Conséquences physiques et écologiques

L'élévation du niveau de la mer exacerbe plusieurs défis physiques et écologiques pour les régions côtières du monde entier. L'érosion côtière accrue des mers, les zones de basse altitude inexistantes et les ondes de tempête plus fréquentes et plus intenses.

L'intrusion d'eau salée dans les aquifères d'eau douce constitue une menace majeure pour l'approvisionnement en eau potable et la productivité agricole dans de nombreuses régions.Les écosystèmes côtiers, comme les mangroves, les marais salés, les récifs coralliens et les prairies marines, sont confrontés à une pression côtière, où les zones d'habitat se rétrécissent entre l'augmentation du niveau d'eau et le développement humain.

Coûts humains et économiques

Les petits États insulaires comme Tuvalu, Kiribati et les Maldives sont confrontés à des menaces existentielles, même à cause d'une élévation modeste du niveau de la mer, qui pourrait se faire sentir à seulement 0,5 mètre d'altitude, en submergeant des parties importantes de ces pays, en déplaçant des populations et en effaçant le patrimoine culturel.

Les grandes villes côtières du monde entier, y compris Miami, Shanghai, Amsterdam et Jakarta, investissent massivement dans les infrastructures pour atténuer les risques d'inondation, notamment la construction de murs de mer, de systèmes de pompage, de routes surélevées et de barrières aux inondations.Les coûts économiques sont éblouissants : l'Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE) estime qu'en 2070, la valeur totale des actifs exposés aux inondations côtières pourrait atteindre 70 billions de dollars.

Stratégies d'atténuation

L'atténuation des risques à long terme liés à l'élévation du niveau de la mer dépend fondamentalement de la réduction des émissions de gaz à effet de serre pour ralentir le réchauffement climatique et la fonte des glaces polaires.

Les mesures d'adaptation comprennent la construction de barrières physiques comme les murs de mer, la restauration de tampons naturels comme les zones humides et les mangroves, la mise en place d'un retrait géré des zones côtières les plus vulnérables et la refonte des systèmes de drainage urbain et de gestion des inondations.

Surveillance et projections futures

Observations par satellite et sur le terrain

La surveillance des nappes de glace polaires et la projection de l'élévation future du niveau de la mer reposent sur une combinaison d'observations satellitaires, de relevés aériens et de travaux sur le terrain.

Les campagnes de terrain complètent la télédétection en perçant des carottes de glace pour reconstruire les conditions climatiques passées, en installant des stations GPS pour mesurer le mouvement des glaces et en déployant des véhicules autonomes sous-marins pour recueillir des données sur la température des océans et les courants sous les tablettes de glace.

Évaluation intégrée et incertitudes

Malgré les progrès réalisés dans la mesure et la modélisation, d'importantes incertitudes subsistent : le moment et le rythme de déstabilisation des nappes glaciaires de l'Antarctique occidental et la possibilité que l'Antarctique oriental contribue de façon substantielle à l'élévation du niveau de la mer sont les plus importants, et la possibilité d'un effondrement des plateaux glaciaires qui déclenche une accélération rapide des glaciers complique les projections.

Les projections du GIEC reflètent ces incertitudes, avec une augmentation du niveau de la mer de la glace polaire à elle seule estimée à entre 0,2 et 1,0 mètre par 2100 dans des scénarios d'émissions élevées. Au-delà de la fin du siècle, les enjeux sont encore plus élevés, car le volume de la glace de l'Antarctique pourrait augmenter le niveau de la mer mondiale de plusieurs mètres au cours des prochains siècles si les tendances au réchauffement se poursuivent sans relâche.

Stratégies d ' atténuation et d ' adaptation

Réductions des émissions mondiales

La réalisation des objectifs de l'Accord de Paris, qui sont de limiter le réchauffement climatique bien en deçà de 2°C et de poursuivre les efforts pour le maintenir à 1,5°C, ralentirait considérablement le rythme de la perte de glace polaire et de l'élévation du niveau de la mer qui y est associée.

Les nouvelles technologies d'élimination du carbone, comme le captage direct de l'air et l'amélioration des puits naturels de carbone, peuvent également jouer un rôle de soutien dans la compensation des émissions résiduelles.

Résilience côtière et retraite gérée

Les collectivités du monde entier investissent déjà dans des mesures de résilience des côtes, notamment la construction de murs de mer, l'élévation de bâtiments, la restauration de caractéristiques naturelles comme les mangroves et les dunes, et l'amélioration de la gestion des eaux pluviales.

Les mécanismes de financement internationaux, comme le Fonds vert pour le climat, visent à appuyer les efforts d'adaptation dans les pays en développement qui sont touchés de façon disproportionnée mais qui disposent de ressources limitées.

Pour obtenir des ressources supplémentaires et des données en temps réel, les lecteurs peuvent consulter le sixième rapport d'évaluation de l'IPCC Sommaire à l'intention des décideurs, le Portail de changement du niveau de la mer de l'ANA et le Centre national de données sur les neiges et les glaces pour la surveillance complète des calottes glaciaires et l'information sur le climat.

Conclusion : L'urgence de l'intendance polaire

L'élévation du niveau de la mer, entraînée par la perte de glace dans l'Arctique et l'Antarctique, n'est plus une menace lointaine, mais une réalité accélérée. Les calottes glaciaires polaires réagissent à un monde de réchauffement de façon complexe que les modèles actuels ne font que commencer à capturer complètement.

La protection des régions polaires va au-delà de la conservation des glaces et de la faune; elle vise fondamentalement à protéger les habitations, les économies et les futurs milliards de personnes vivant dans les zones côtières du monde entier.