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L'eau à découvert

 | 
Agathe Euzen
, 
Catherine Jeandel
, 
Rémy Mosseri

Troisième partie. Eau et milieu

6. La fonte des glaces continentales

Étienne Berthier et Frédérique Rémy

Texte intégral

1Parties prenantes du cycle de l'eau, les glaciers ou les calottes de l'Antarctique et du Groenland gagnent de la masse par les chutes de neige et en perdent soit par l'écoulement de la glace vers l’océan soit par la fonte en surface. Ces glaces sont, et de loin, les plus grands réservoirs d'eau douce sur la planète. L'Antarctique représente près de 90 % de ce réservoir, le Groenland 9 % et l'ensemble des glaciers continentaux 1 %. En revanche, le flux d'eau qui transite à l'équilibre à travers ces réservoirs est relativement faible. Il s’accumule en Antarctique, en moyenne 2 200 milliards de tonnes de neige par an (Gt/an) soit l’équivalent de 6 mm de variation annuelle du niveau marin, relâchés quelques milliers d'années plus tard sous forme d'icebergs. Ce flux est à peine le débit de l'Amazone en période sèche. Les chutes de neige, la fonte et l'écoulement de glace sont très sensibles au climat, si bien que les glaces contribuent activement à l'élévation de la mer.

2Depuis 1991, les observations satellitaires ont révolutionné notre compréhension de l’évolution de ces glaces (cf. III.28). Les altimètres radar d'ERS 1/2 puis d'Envisat permettent de mesurer les variations de topographies des calottes polaires. Pour les glaciers, depuis 2002, ce sont les missions satellitaires ICESat, GRACE et SPOT5 qui permettent d’estimer, indépendamment des relevés de terrain, les pertes de masse pour toutes les principales régions englacées du globe, calottes et glaciers. ICESat est un altimètre laser* qui permet de mesurer avec une précision de quelques décimètres l’évolution de l’altitude des glaciers, et donc de leur volume. La mission de gravimétrie spatiale GRACE permet de mesurer directement l’évolution temporelle de la masse des glaciers et donc leur bilan de masse (cf. III.32).

Glaciers

3Il y a sur Terre plus de 200 000 glaciers qui couvrent environ 730 000 km2. Depuis la fin du petit âge glaciaire – une période froide qui a débuté en Europe et en Amérique du Nord vers 1300, et qui s’est achevée vers 1850 – les glaciers reculent dans presque toutes les chaînes de montagnes. Ce phénomène s’explique en partie par leur réponse retardée au réchauffement naturel de la planète, mais l’accélération des pertes de masse des glaciers depuis le milieu des années 1980 est principalement attribuée au réchauffement récent, d’origine anthropique.

4La contribution des glaciers à la hausse du niveau marin est traditionnellement estimée par la méthode dite « glaciologique », en extrapolant des mesures in situ du bilan de masse glaciaire, mesures limitées pour des raisons logistiques à quelques dizaines de glaciers à la surface du globe, et qui montrent toutes des pertes fortes des glaciers depuis les années 1990 avec une contribution de 1 mm/an (ou plus) à la hausse du niveau des mers.

Fig. 1 – Glacier Upsala en Patagonie. © É. Berthier

5Les pertes de masse de glace estimées à partir de ICESat et de GRACE (période 2003-2009) sont en bon accord et montrent que les régions qui contribuent le plus fortement à la hausse du niveau marin sont l’Arctique canadien, l’Alaska, les glaciers périphériques à la calotte groenlandaise et la Patagonie (figure 1). En revanche, les glaciers situés sur des îles très proches de la calotte Antarctique, bien qu’ils occupent une vaste superficie (133 000 km2 soit 18 % du total des glaciers), ont connu des pertes plutôt modérées au cours de ces 6 années. Au total, les glaciers ont contribué à 0,72 mm/an de hausse du niveau des mers en moyenne entre 2003 et 2009. Pour cette période, la méthode glaciologique conduit, elle, à une forte surestimation des pertes. Les mesures GRACE et ICESat bouleversent donc notre connaissance des pertes de masse des glaciers, indiquant un biais d'échantillonnage puisque les mesures de terrain sont réalisées sur des glaciers qui, en moyenne, fondent plus vite que les autres glaciers de la région où ils se trouvent.

Calottes polaires

6Comme pour les glaciers, il existe différentes techniques d’estimation du bilan de masse des calottes polaires, exploitant au moins en partie des observations satellitaires. La synthèse de ces observations pour les 20 dernières années indique une perte de masse très marquée dans les régions côtières du Groenland, de l’ordre de 140 Gt/an entre 1992 et 2011, alors que la partie centrale est restée plutôt stable. Ces pertes se sont accélérées nettement entre 2009 et 2012, atteignant jusqu’à 370 Gt/an. Les observations spatiales révèlent aussi une perte importante de masse de glace en Antarctique de l’Ouest (environ 100 Gt/an), en particulier dans le secteur de la mer d'Admundsen (zone bleue sur la gauche de la figure 2) et dans la partie Nord de la Péninsule Antarctique. En revanche, l’Antarctique de l’Est semble à peu près en équilibre, mais la variabilité interannuelle étant forte et la durée des observations limitée, il est encore difficile de dégager des tendances.

Fig. 2 – Carte des taux de variations de l'altitude de la surface de l'Antarctique entre 2002 et 2010 (en mètres par an). Le cercle gris au centre correspond à la région non observée par le satellite Envisat (au sud de 81° S)

7Au Groenland, environ la moitié de l’accélération récente des pertes de masse s’explique par l’augmentation de la fonte en surface de la calotte, alors que l’autre moitié s’explique par l’accélération des langues glaciaires qui atteignent l’océan. Des études récentes révèlent un assombrissement de la surface du Groenland en été et au printemps, autrement dit un albédo de plus en plus bas et donc une absorption de plus en plus forte de l’énergie solaire, ce qui explique en partie cette fonte intensifiée. De plus, le réchauffement des eaux en périphérie de la calotte a contribué à déstabiliser certains glaciers émissaires, conduisant à une décharge accrue d’icebergs.

8En Antarctique, la fonte est quasi absente en surface, l’accumulation ne montre pas de tendance nette et c’est donc l’accélération des glaciers au niveau de la ligne d'échouage* qui explique que les bilans de masse soient négatifs. Cette accélération de l’écoulement est probablement due, là aussi, au réchauffement des eaux océaniques sous les parties flottantes de ces glaciers et donc à l’accroissement de la fonte basale. Les rétroactions sont telles que beaucoup de glaciologues estiment que les processus mis en marche sont peut-être irréversibles.

Bibliographie

Références bibliographiques

• É. BERTHIER, C. VINCENT, G. DURAND et G. KRINNER – Bilan de masse des glaciers et des calottes polaires, in Le climat à découvert, 2011.

• A. CAZENAVE, E. BERTHIER, G. LE COZANNET, V. MASSON-DELMOTTE, B. MEYSSIGNAC et D. SALAS Y MELIA – Le niveau de la mer : variations passées, présentes et futures, La Météorologie, (88), 2015.

Table des illustrations

Légende Fig. 1 – Glacier Upsala en Patagonie. © É. Berthier
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/9854/img-1.jpg
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Légende Fig. 2 – Carte des taux de variations de l'altitude de la surface de l'Antarctique entre 2002 et 2010 (en mètres par an). Le cercle gris au centre correspond à la région non observée par le satellite Envisat (au sud de 81° S)
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/9854/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 121k

Auteurs

Glaciologue, Directrice de recherche au CNRS, LEGOS, Toulouse, p. 104.
remy.omp@free.fr

© CNRS Éditions, 2015

Conditions d’utilisation : http://www.openedition.org/6540

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