Réchauffement : les hauts et les bas de la montée des océans

Les sciences de la Terre nous plongent parfois en plein paradoxe. Alors que la
reprise des négociations climatiques, en décembre à Copenhague, devrait
focaliser l'attention sur les projections d'élévation de la hauteur des mers,
les marégraphes d'Europe du nord notent depuis longtemps une baisse continue du
niveau de l'océan... Pour le béotien, de telles observations semblent trancher
avec le pessimisme des experts. Elles ne font, en réalité, que refléter la
diversité des mécanismes en jeu. Pour cause de réchauffement, les eaux s'élèvent
en moyenne de 3,3 mm par an. Mais cette montée des eaux est perturbée - tantôt
compensée, tantôt aggravée - par des phénomènes d'origine géologique difficiles
à appréhender. Et qui compliquent une question épineuse : comment monteront les
océans d'ici à 2100 ?

En 2007, le dernier rapport du Groupe intergouvernemental d'experts sur
l'évolution du climat (GIEC) tablait sur une augmentation moyenne comprise entre
18 cm et 59 cm. Mais, s'agissant des calottes glaciaires, cette estimation
tenait uniquement compte de leur fonte prévisible. Elle ignorait un phénomène
encore peu documenté au moment de la rédaction du rapport : le glissement des
glaciers du Groenland et de l'Antarctique vers la mer. Ce mécanisme est
aujourd'hui reconnu comme majeur. Selon les travaux d'Eric Rignot (université de
Californie à Irvine), l'inlandsis du Groenland perd environ 300 milliards de
tonnes (Gt) de glace par an ; l'Antarctique en relâche quelque 200 Gt. Soit
environ 500 Gt de glaces polaires qui s'écoulent, chaque année, dans la mer.
A prendre en compte cette glissade des glaciers polaires, on noircit forcément
le tableau. En mars, plusieurs centaines de climatologues réunis dans la
perspective de la reprise des négociations climatiques ont rendu publique une
mise à jour des connaissances sur la question. Les nouvelles estimations
d'élévation moyenne globale du niveau de la mer, précisaient-ils, "sont de
l'ordre du double" de celles émises en 2007 par le GIEC.
Y a-t-il pour autant consensus sur la question ? "A l'heure actuelle, beaucoup
de mes collègues hésitent à accepter cette estimation parce que d'une part elle
fait peur, et que d'autre part nous ne pouvons pas prévoir si les tendances
actuelles vont se maintenir, diminuer ou augmenter, dit M. Rignot. Je crois
important de noter qu'un mètre de montée du niveau des mers d'ici à 2100 ne
relève pas de la science-fiction puisque les calottes polaires sont déjà sur
cette trajectoire." Au rythme actuel, précise le chercheur, elles provoqueraient
à elles seules "une élévation de 60 cm à 80 cm à la fin du siècle", la fonte des
glaciers de montagne et l'expansion thermique des océans (la dilatation des eaux
due au réchauffement) se chargeant d'ajouter encore quelques centimètres.

"Rebond postglaciaire".

Le débat, parfois vif, n'est pas illégitime. Car l'océan réserve parfois des
surprises. Au début de l'année, une équipe de chercheurs français exploitant des
données satellitaires et le réseau de bouées océanographiques Argo, a ainsi
observé qu'entre 2003 et 2007, le rythme d'élévation de l'océan avait ralenti.
De 3,3 mm par an en moyenne entre 1993 et 2003, il était passé, entre 2003 et
2007, à 2,5 mm par an.
Les auteurs ont eu le fin mot de cette étrangeté. "Entre 1993 et 2003, le
principal contributeur de la hausse du niveau marin était l'expansion thermique
de l'océan, explique Anny Cazenave (Laboratoire d'études en géophysique et
océanographie spatiales), principal auteur de ces travaux. A partir de 2003, ce
phénomène a, semble-t-il, marqué une pause, tandis que la fonte des glaciers
d'altitude et la réduction des calottes glaciaires devenaient dominantes,
responsables d'environ 80 % de la hausse observée." Reste que malgré la
contribution accrue des glaces, la "pause" intervenue dans le réchauffement de
l'océan a ralenti la hausse des océans. Pour le climatologue Edouard Bard
(Collège de France), "il ne s'agit là que d'une petite fluctuation de l'océan
comme on en a déjà observé par le passé, en 1998 par exemple". De plus, les
dernières mesures du niveau moyen global de la mer suggèrent que cette "pause"
s'achève et que l'océan monte, à nouveau, à un rythme supérieur à 3 mm par an.
Dans certaines régions pourtant, il persiste à baisser. "Au Canada et en
Scandinavie, par exemple, on mesure des baisses du niveau de la mer de l'ordre
d'un centimètre par an", explique M. Bard... Cette bizarrerie n'est pas, elle,
due au changement climatique actuel. Pas plus qu'aux caprices de l'océan. Elle
tient à un phénomène, baptisé "rebond postglaciaire", provoqué par la dernière
déglaciation, il y a plusieurs milliers d'années. "Il y a 20 000 ans, lors du
dernier maximum glaciaire, il y avait des calottes de glace de 4 et 2 km
d'épaisseur sur l'Amérique et l'Europe du Nord, explique M. Bard. En fondant,
ces énormes masses de glace ont provoqué un réajustement de la croûte et du
manteau terrestres."
Cette lente remontée de la croûte est encore sensible dans les hautes latitudes.
Ce que les marégraphes des pays nordiques enregistrent n'est donc pas, stricto
sensu, une baisse du niveau de la mer, mais une élévation locale de la croûte
terrestre, plus rapide que celle de l'océan ! Ailleurs sur le globe - notamment
sur les côtes françaises atlantiques et méditerranéennes -, la même relaxation
"postglaciaire" du manteau est responsable d'un affaissement des terres
émergées, d'où une montée relative des eaux plus importante.
A ce "rebond" s'ajoutent d'autres phénomènes. Qui, eux aussi, peuvent accroître
la vulnérabilité de certains littoraux. Dans certains bassins, l'océan stocke
plus de chaleur que dans d'autres et, localement, s'y dilate plus. Dans
certaines régions, le sol s'enfonce à la suite du pompage de l'eau ou de
l'exploitation pétrolière... D'autres mécanismes sont contraires à l'intuition.
"Lorsqu'une grosse calotte glaciaire perd de la glace, cela fait augmenter le
niveau marin moyen, mais autour de la calotte, la mer descend, explique ainsi M.
Bard. Tout simplement parce que la calotte exerce alors une force d'attraction
gravitationnelle moindre sur les eaux qui sont autour !"
L'un des objectifs nouveaux de la communauté océanographique, dit Mme Cazenave,
"est de bâtir un modèle intégré, tenant compte des effets climatiques mais aussi
de tous les autres, pour pouvoir prévoir la montée des eaux à l'échelle locale,
pour les vingt, cinquante ou cent prochaines années". Une gageure.

Comment la calotte glaciaire du Groenland a-t-elle encaissé les coups de chaud du
passé ? Pour les climatologues, cette question revêt une importance particulière
: y répondre pourrait permettre de mieux prévoir l'évolution de l'inlandsis
(calotte glaciaire) groenlandais dans le siècle en cours. Une équipe
internationale de glaciologues a publié, jeudi 17 septembre, dans la revue
Nature, la première estimation de la réponse de cette calotte de glace au
réchauffement intervenu il y a entre 9 000 et 6 000 ans. "Notre principale
conclusion est qu'elle y a réagi beaucoup plus vigoureusement qu'on ne le
pensait jusqu'à présent", explique Dominique Raynaud, du Laboratoire de
glaciologie et de géophysique de l'environnement, coauteur de ces travaux.

Les chercheurs ont extrait de plusieurs carottages des informations sur la
température à laquelle se sont formées les glaces au cours de cette période
chaude. "Nous en déduisons que la température moyenne était à l'époque, au
Groenland, supérieure de 2 °C environ à la température actuelle", dit M.
Raynaud. Mais, pour établir cette comparaison, "nous avons dû tenir compte de la
hauteur à laquelle se sont formées ces glaces, pour corriger l'effet de chute
des températures avec l'altitude", précise le glaciologue.
L'altitude de formation des glaces, donnée par la pression des bulles d'air
piégées dans les carottes, a permis de déterminer la variation d'épaisseur de la
calotte. Vers son centre, elle a minci "de 200 à 600 mètres" sous l'effet du
réchauffement, déclare Dominique Raynaud. Un amincissement plus marqué encore
dans les zones marginales de l'inlandsis.
S'ils donnent une idée de l'ampleur de la réaction du Groenland face à des
températures élevées sur une longue période de temps, ces résultats ne disent
rien de la dynamique du processus. Celle-ci est mieux connue pour une autre
calotte glaciaire, totalement disparue, qui recouvrait l'Amérique du Nord lors
de la dernière période glaciaire.
L'analyse de forages de récifs coralliens, réalisés à Tahiti et à la Barbade, a
permis de préciser la séquence des événements. "Nous avons notamment identifié
une période de hausse accélérée du niveau de la mer, il y a environ 14 000 ans,
avec des taux d'accroissement dix à vingt fois supérieurs à ce que l'on voit à
l'heure actuelle, explique Edouard Bard (Collège de France), coauteur des
travaux. Sur une période d'environ deux siècles, le niveau moyen des mers est
monté de quinze à vingt mètres."
La débâcle de la calotte nord-américaine ne préfigure pas nécessairement celle
du Groenland. Mais elle montre sans ambiguïté que des phénomènes brutaux peuvent
conduire à des élévations inattendues de la hauteur de l'océan.