La capacité de rétention du manteau neigeux de la calotte du Groenland est menacée par la formation de lentilles de glaces épaisses. Ce phénomène qui tend à s’accentuer avec le réchauffement climatique pourrait entrainer une hausse du niveau des mers plus rapide que ce que les modèles climatiques prévoyaient jusqu’ici. La fonte record de la calotte du Groenland cet été risque fort d’ajouter un coup d’accélérateur à ce phénomène, mis au jour par une équipe de chercheurs internationale, dont des scientifiques du Laboratoire de Climatologie (Unité de recherches SPHERES/Faculté des Sciences de l’ULiège). Cette recherche fait l’objet d’une publication dans le journal Nature.
L
e manteau neigeux du Groenland est une mosaïque complexe de textures gelées composée de lacs d'eau de fonte qui parsèment sa surface, de neige qui tombe chaque hiver et de vieille neige compactée qui se comprime lentement en glace. Le manteau neigeux, capable jusque ici de “retenir” environ 50 % des eaux de fonte s'est transformé peu à peu ces dernières années en lentilles de glace imperméables, qui empêchent l’eau de fonte d’être emprisonnée dans le manteau neigeux et favorise ainsi désormais son déversement vers l’océan. Ce mécanisme, qui pourrait accélérer la hausse du niveau des mers, vient d'être mis au jour par une équipe de recherche dirigée par l’Université de Boulder (Colorado, USA) et à laquelle a pris part Xavier Fettweis, chercheur qualifié FNRS au Laboratoire de Climatologie (Unité de recherches SPHERES/Faculté des Sciences) de l’Université de Liège.
C’est en effectuant des échantillonnages lors d’une expédition menée en 2012 (précédent record de fonte avant 2019) que les scientifiques ont accidentellement découvert de grandes sections de lentilles de glaces dans des carottes de glace au lieu de retrouver de petites lentilles minces comme observé chaque été. Ces épisodes de fonte sont malheureusement de plus en plus fréquents au Groenland. En juillet 2012, la neige et la glace avaient fondu sur 97% de la surface de la calotte glaciaire, un évènement qui n’avait plus été observé depuis 100 ans. Cet été, rebelote, après que la masse d'air qui a engendré la canicule fin juillet en Belgique a atteint le Groenland, la calotte a perdu en un seul jour (1er aout 2019) environ 13 Giga tonnes (13 000 000 000 000 kg) d'eau, ce qui représente le taux d'ablation le plus haut jamais observé jusqu’ici ! Intégrée sur tout l'été, l'anomalie de fonte en surface a représenté environ 350 Giga tonnes (350 000 000 000 000 kg) c'est-à-dire ce que prévoit le GIEC pour les étés des années 2050 dans le pire des scénarios climatiques.
A gauche : Les chercheurs analysent des carottes de glace prélevées en 2012. (Photo : Babis Charalampidis/Académie bavaroise des sciences et des sciences humaines, Allemagne). A droite : Des chercheurs se préparent à conduire une motoneige munie d'un radar pénétrant au sol pour mesurer l'étendue des dalles de glace du Groenland en 2013. (Photo : Karen Alley/CU Boulder/Wooster College)
Sur la plus grande partie du Groenland, la neige ne fond que partiellement chaque été et se transforme par la suite en minces disques de glace ou "lentilles" de 2,5 cm à 5 cm d'épaisseur, enchassés dans la neige compactée. “Normalement, l'eau de fonte peut s'infiltrer vers le bas et autour des lentilles de glace et se recongeler au même endroit en hiver sans s'écouler vers la mer et ne pas contribuer ainsi à une hausse du niveau des mers , explique Michaël MacFerrin, chercheur à l’Université de Boulder qui a dirigé l’étude publiée dans la revue scientifique Nature(1). Mais à mesure que la fonte en Arctique devient plus fréquente et s'intensifie, ces délicates couches de glace se dilatent et se solidifient en "plaques" de 1 à 16 mètres d'épaisseur, créant une coque imperméable juste sous la surface.” L'eau de fonte qui ne peut plus s'infiltrer dans le manteau neigeux, s'écoule alors le long de ces lentilles de glace pour se déverser directement dans l'océan. Ce phénomène, qui risque fortement d’accentuer la hausse du niveau des mers, montre à quel point et à quelle vitesse le réchauffement climatique peut modifier une des régions les plus vulnérables de la Terre où on observe actuellement un réchauffement de +1°C tous les 10 ans c’est-à-dire un réchauffement 10 fois plus rapide que celui observé en Belgique !
Afin de comprendre le phénomène, l’équipe de recherche a soumis les données récoltées à différents modèles climatiques, dont le modèle régional du climat MAR, développé au Laboratoire de climatologie (Unité de recherches SPHERES / Faculté des Sciences). « Nous avons ainsi tenté de comprendre comment les lentilles de glaces se sont étendues au cours des dernières décennies dans notre modèle afin de tenter de prédire comment elles pourraient continuer à croitre et amplifier la fonte de la calotte, explique Xavier Fettweis, directeur du laboratoire de climatologie et co-auteur de l’article.
Selon une nouvelle évaluation menée par ce groupe de chercheurs, ces dalles de glace qui diminuent la capacité de rétention des eaux de fonte de la calotte, menaceraient d'augmenter la hausse du niveau des mers de plus de 7 cm d'ici 2100 par rapport aux projections du GIEC qui prévoit une contribution du Groenland de 20 cm dans le pire des scénarios. « Il est fort à croire que d’ici 2100, alors que les températures enregistrées sur le globe continueront de grimper et que ces plaques de glace s’épaissiront, la zone de ruissellement pourrait s'agrandir d'un facteur 10 accélérant la hausse du niveau des mers, explique Xavier Fettweis. »
Cette animation explique la modification de composition du manteau neigeux du Groenland dû au changement climatique. Le réchauffement atmosphérique récent modifie la capacité des couches de glace de la calotte à stocker l'eau de fonte, ce qui entraîne une libération plus rapide du ruissellement vers l'océan.
MacFerrin & al., Rapid expansion of Greenland’s low-permeability ice slabs, Nature, september 2019
Xavier FETTWEIS I Laboratoire de climatologie I Unité de recherches SPHERES
