Antarctique : un point de bascule climatique inévitable ?

cover Antarctique

Pour le dernier article de notre série avec le CNRS, nous allons nous rendre en Antarctique, plus communément appelé « le continent blanc » ou « le 6ème continent« .

L’Antarctique est en tout point fascinant. D’abord, rares sont les personnes qui auront la chance d’y aller. En effet, à moins de travailler pour la science ou d’être un(e) touriste fortuné(e) qui aime se promener par -30°C, il y a très peu de chance qu’on retrouve un selfie de vous sur le glacier de Pine Island. Mais pourquoi s’intéresser à ce qu’il se passe à 15000km de la France métropolitaine ?

La réponse est similaire à celle que nous aurions pu donner pour chaque article jusqu’ici. Tout simplement : si nous ne nous intéressons pas à l’Antarctique, l’Antarctique s’occupera de nous. Aussi étrange que cela puisse paraître, l’Antarctique a bien un point commun avec l’Amazonie : ils sont sujets tous les deux à un possible point de bascule climatique. Dans le cas de l’Antarctique, ce point de non retour pourrait avoir des conséquences planétaires pour des centaines de millions de personnes, y compris en France !

Nous allons (tenter de) répondre dans cet article à plusieurs questions : quelles sont les conséquences de la perte de masse du glacier de l’Antarctique ? Va-t-on franchir un ou plusieurs points de bascule ? Peut-on encore éviter le pire ?

Pour y répondre, nous avons reçu l’aide de Catherine Ritz, directrice de recherche CNRS à l’Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE).

L’Antarctique, seul continent (presque) épargné par l’Homme

Découvert officiellement au 19e siècle, l’Antarctique ne cesse depuis d’attirer les convoitises et d’exciter les imaginaires. Probablement, entre autres, parce que ce continent est méconnu du plus grand nombre. C’est le continent le plus sec, le plus froid et le plus venteux au monde. Il fait en moyenne -20°C pendant l’été austral, et environ – 60°C le reste de l’année. En Antarctique, quand on perd un gant, on perd une main.

Bien sûr, parler en moyenne pour un continent comme l’Antarctique n’est pas forcément représentatif des différents climats de chaque région. Le climat y est très différent entre la péninsule Antarctique, où le record de chaleur a été enregistré pendant l’été 2021 à 18.3°C… et la station de Vostok, presque au sommet du dôme, avec 3,7 km de glace sous ses fondations, qui a enregistré un joli -89°C en 1983.

Situé autour du pôle Sud, il est entouré des océans Atlantique, Indien et Pacifique (au-delà de 60° Sud on parle d’océan Austral) et des mers de Ross, Amundsen, Bellingshausen et  Weddell. On accède à l’Antarctique de l’Est via l’Australie, la Nouvelle Zélande ou l’Afrique du sud et en Antarctique de l’Ouest via la pointe de l’Amérique du Sud, là où se concentre le plus gros du flux touristique.

Ordres de grandeur

Seuls quelques ordres de grandeur peuvent permettre de se rendre compte de l’immensité et du caractère exceptionnel de l’Antarctique :

  • Une superficie de 14,2 millions de km² de glace, environ 1 fois et demie la taille de l’Europe et 27 fois la France. En hiver, compte tenu de l’emprise de la banquise, la région englacée avoisine les 30 millions de km².
  • 98% de la surface est recouverte de glace.
  • Le continent contient environ 80% des réserves d’eau douce du monde (ce qui devient un enjeu économique et donc géopolitique).
  • L’altitude moyenne est très élevée (notamment en Antarctique de l’Est) : le continent est recouvert d’une calotte de glace d’une épaisseur moyenne d’environ 2160 mètres (allant jusqu’à 4897m), pour un volume de 30 millions de km3.
  • La biodiversité est limitée, dans la mesure où peu d’organismes peuvent survivre dans des conditions aussi difficiles. Particularité de l’Antarctique, toute la chaîne alimentaire repose sur une seule espèce d’invertébré, le krill. Au passage, et contrairement à l’Arctique, il n’y a par exemple pas d’ours polaires en Antarctique (plutôt une bonne nouvelle pour les manchots, moins tendus pendant la balade)
Crédit : la marche de l'Empereur (2005)
Crédit : la marche de l’Empereur (2005)

Pour éviter de nouveaux massacres d’espèces comme ce fut le cas par les Européens au 19e siècle, le continent est protégé par la Commission pour la Conservation de la Faune et la Flore Marines de L’Antarctique (CCAMLR). Bien que le continent soit protégé, cela ne permet pas de vivre en Antarctique : il n’y a pas de peuples autochtones. Si vous êtes sur place, il y a de très grandes chances que vous soyez soit scientifique (ou travaillant dans un centre scientifique), soit touriste.

Un lundi comme un autre en Antarctique pour Catherine Ritz
Crédit : IPEV/IGE
Un lundi comme un autre pour Catherine Ritz, dans la cave où sont gardées les carottes de glace EPICA à Concordia
Crédit : Catherine Ritz pour IPEV/IGE

Du tourisme ? En Antarctique ??

En plus d’être difficile d’accès, l’Antarctique est un continent dangereux. Pas le genre d’endroit que vous rejoindrez sans précaution, sans préparation. Il y a malheureusement des accidents réguliers et de nombreux scientifiques et logistiques y ont perdu la vie.

Malgré cela, le tourisme est en plein boom. Un tourisme d’ultra-riches, principalement à bord de gros bateaux de croisière dans la zone de la péninsule. En moyenne, chaque touriste dégage 5 tonnes de CO2 pour s’y rendre. Doit-on relativiser, car le nombre de touristes y est faible ? Et bien, pas tant que ça.

On comptait 3000 touristes en 1990, le chiffre est de 74000 en 2019, avec 40% d’augmentation juste pour cette année-là. Nous retrouvons ici le fameux « c‘est en étant ici que je me rends compte de la fragilité de notre environnement et il faut que peu de personnes viennent ici« . Aussi touchant qu’un Jeff Bezos qui se rend compte, une fois dans l’espace, que la Terre est fragile.

Le séjour de 8 jours coûte en moyenne entre 14000 et 88000$. Vacances simples pour un bonheur simple.

Le traité de l’Antarctique : Terra nullius

L’une des choses qui rend l’Antarctique exceptionnel, c’est bel et bien son histoire géopolitique. Depuis le milieu du 19e siècle, de nombreux pays ont tenté de revendiquer sa propriété : le Chili, l’Argentine, l’Australie, la Nouvelle-Zélande (proximité territoriale), et d’autres pays comme la Norvège, la France ou le Royaume-Uni, dans un esprit de conquête et d’exploration.

Pour éviter tout conflit (version simplifiée, c’est un peu plus compliqué), le Traité sur l’Antarctique a été signé à Washington le 1er décembre 1959 par les douze pays dont les scientifiques s’étaient livrés à des activités dans et autour de l’Antarctique. Il est entré en vigueur en 1961. Depuis, un nombre élevé d’autres nations y ont adhéré pour porter à 54 aujourd’hui le nombre total des parties.

Au nombre des dispositions importantes du Traité figurent les suivantes :

En outre, la RCTA (Réunion Consultative du Traité sur l’Antarctique) se réunit chaque année pour superviser la gestion du continent, notamment les 80 bases scientifiques. Depuis 1991, l’Antarctique est tout de même reconnu réserve naturelle et territoire de paix et de science ! Tout est extrêmement régulé et aucun pays (normalement) ne peut choisir d’explorer ou d’exploiter soudainement une partie de l’Antarctique, de construire une base n’importe où, etc.

Plusieurs garde-fous ont été instaurés, avec notamment la nécessité d’un vote à l’unanimité des vingt-six pays signataires du protocole de Madrid pour toute modification du texte.

Petit camp à 40 km de Concordia, établi pour la recherche de glace très ancienne (projet Beyond EPICA)
Crédit : Catherine Ritz pour IPEV/IGE
Petit camp à 40 km de Concordia, établi pour la recherche de glace très ancienne (projet Beyond EPICA)
Crédit : Catherine Ritz pour IPEV/IGE

La géopolitique des pôles, que ce soit en Arctique ou Antarctique, est passionnante. Si vous souhaitez creuser le sujet, je recommande la lecture des travaux d’Anne Choquet, notamment pour comprendre les enjeux dans les 30 prochaines années.

« Le texte, voté en 1959, gèle en effet les revendications territoriales sur le continent. Si le traité «a une durée de vie illimitée», le protocole de Madrid, signé en 1991 (impulsé par M. Rocard et le 1er ministre australien de l’époque) et relatif à la protection de l’environnement en Antarctique, pourrait être rediscuté après 2048 sur demande de l’un des pays signataires. Il s’agira alors, pour les États ayant des revendications territoriales ou des volontés d’exploitation du continent, d’utiliser leur influence et leur assise pour peser dans les discussions.

Comment évolue la calotte glaciaire en Antarctique ?

Dans notre article consacré aux glaciers, nous avions vu que pour bien comprendre les liens entre climat et glaciers, il est nécessaire de mesurer et d’analyser le bilan de masse de surface de l’ensemble du glacier à des échelles décennales pour analyser des tendances robustes. Ensuite, pour bien comprendre ce qu’il se passe en Antarctique, il faut dissocier deux choses : la banquise ou glace de mer (la mer qui gèle)  et la calotte glaciaire (l’inlandsis, glace d’eau douce).

Depuis le rapport spécial sur la cryosphère du GIEC (SCROCC) et notre article sur les glaciers, le dernier rapport du GIEC a prolongé les estimations sur les 20 dernières années (grâce à l’altimétrie et la gravimétrie), en donnant notamment des séries de données sur la calotte glaciaire jusqu’en 2020 (TS.2.5).

Ainsi, nous savons que :

  1. L’étendue de la banquise antarctique est plutôt stable. La superficie de la banquise de l’Antarctique n’a pas connu de tendance significative entre 1979 et 2020 en raison de tendances régionales opposées et d’une grande variabilité interne.
  2. En revanche, la calotte glaciaire, qui recouvre la majeure partie de l’Antarctique, présente une forte tendance à la perte de masse depuis la fin des années 1990Cette tendance s’est accélérée vers 2005, et, actuellement, l’Antarctique perd environ 175 à 225 Gt par an, ceci en raison de l’augmentation du débit de certains glaciers d’Antarctique de l’Ouest et de la péninsule antarctique.
Changement cumulatif de la masse de l’inlandsis, 1992-2016, (d’après Bamber et al., 2018 The IMBIE Team, 2018).

Les plateformes de glace flottante (Ice shelves)

En Antarctique, les températures atmosphériques trop basses ne permettent pas de ruissellement et c’est surtout le déversement d’icebergs qui provoque la perte de masse. Sur tout le pourtour de la calotte, l’écoulement de la glace se  fait sous la forme de fleuves de glace qui en arrivant à l’océan se mettent à flotter et forment des plateformes de glace flottante (voir les « ice shelves » sur la carte) .

Crédit : NATIONAL SNOW AND ICE DATA CENTER NSIDC, NASA

Celles-ci peuvent atteindre plusieurs centaines de mètres d’épaisseur près de la ligne d’échouage (la frontière entre partie posée et partie flottante) puis s’amincissent à mesure qu’elles avancent sur l’océan. Ces plateformes sont particulièrement vulnérables au réchauffement climatique : l’eau de fonte en surface peut s’infiltrer dans les crevasses et en les rendant plus profondes favoriser les fractures (hydrofracturing)  ; d’autre part, la base, à l’interface avec l’océan, fond sous l’action de la chaleur apportée par l’océan ce qui amincit la plateforme.

Instabilité de calotte marine et instabilité des falaises de glace ( MISI, Marine ice sheet instability & MICI, Marine Ice cliff instability) : kézako ?

Au moins un tiers de la calotte de glace de l’Antarctique est une “calotte marine ” (Marine Ice Sheet), c’est-à-dire qu’elle repose sur un substratum rocheux situé sous le niveau de la mer. Cette caractéristique rend la calotte glaciaire sus-jacente vulnérable à des instabilités dynamiques qui ont le potentiel de provoquer une perte rapide de glace.

Carte du socle Antarctique, appelé "Bed Machine". 
D’après les travaux de Mathieu Morlighem
Carte du socle Antarctique, appelé « Bed Machine ».
D’après les travaux de Mathieu Morlighem

Instabilité de calotte marine (MISI)

L’instabilité de calotte marine (MISI) est un recul auto-entretenu de la ligne d’échouage dans les régions où le substratum rocheux est en pente vers l’intérieur de la calotte. Cette instabilité est déclenchée par l’amincissement ou l’effondrement  d’une plateforme de glace flottante. La diminution de l’effet d’arc boutant exercé par cette plateforme accélère l’écoulement des fleuves de glace situés en amont (glaciers affluents ou tributaires), un phénomène déjà observé à l’occasion du détachement de parties de ces plateformes.

La boucle de rétroaction (le cercle vicieux) est la suivante : l’intensification de l’écoulement provoque une perte de masse avec un abaissement de la surface de la glace posée ce qui fait géométriquement reculer la ligne d’échouage (définie par la flottaison). En raison de la pente du substratum rocheux, l’épaisseur de la glace au niveau de la nouvelle ligne d’échouage est alors plus grande.

Comme le flux de glace à la ligne d’échouage dépend très fortement de l’épaisseur (environ à la puissance 7) l’écoulement est encore accéléré ce qui entraîne un recul supplémentaire de la ligne d’échouage. Les données satellitaires et de modélisation suggèrent que MISI est en cours dans l’Antarctique de l’Ouest dans la mer d’Amundsen.

a) Représentation schématique de l'instabilité de la couche de glace marine (MISI,
et b) de l'instabilité des falaises de glace marine (MICI, 
Source : SROCC Figure CB8.1 d'après Pattyn (2018).
a) Représentation schématique de l’instabilité de la couche de glace marine (MISI,
et b) de l’instabilité des falaises de glace marine (MICI,
Source : SROCC Figure CB8.1 d’après Pattyn (2018).

Instabilité des falaises de glace (MICI)

L’autre instabilité suggérée, celle des falaises de glace est également localisée à la ligne d’échouage. Si une plate forme de glace flottante disparaît complètement, il reste à la ligne d’échouage une haute falaise de glace qui est structurellement instable dès lors qu’elle dépasse 100 m au-dessus du niveau de la mer (équivalent à un socle rocheux situé à environ 900 m sous le niveau de la mer).

L’effondrement de cette falaise laisse derrière une autre falaise elle aussi instable et le recul se propage vers l’intérieur de la calotte. Ce processus requiert de l’hydrofracturation (agrandissement des crevasses par l’eau de fonte en surface). Les preuves observationnelles du MICI sont indirectes (recul rapide du front de certains glaciers) et ce processus (ou du moins sa vitesse) est très débattu dans la communauté scientifique.

Dans les deux cas (MISI et MICI), nous voyons que la santé des plateformes flottantes est cruciale. Elle est en particulier liée au réchauffement de l’océan mais aussi à l’intrusion de courants plus chauds.

La préoccupation la plus urgente semble se situer dans l’Antarctique de l’Ouest, à savoir les glaciers Pine Island et Thwaites. Un article publié à l’automne dernier a mis en évidence le développement rapide, au cours de la dernière décennie, de zones endommagées sur les plateaux de glace de ces deux glaciers, provoquant un affaiblissement structurel qui, selon les auteurs, « prépare ces plateaux de glace à la désintégration ».

Evolution de la masse de glace de la région d'Amundsen en Antarctique Source : Nasa.gov
Evolution de la masse de glace , en noir (perte)  la région de la mer d’Amundsen.
Source : Nasa.gov

Quelles sont les projections d’évolution de la calotte glacière en Antarctique ?

Quel que soit le scénario climatique considéré, l’évolution du glacier dans les prochaines décennies est en partie déjà actée du fait de l’inertie du système climatique et du temps de réponse très lent des glaciers aux changements climatiques. Sa perte de glace va donc se poursuivre de façon irréversible d’ici le milieu du 21e siècle.

Pour la seconde moitié du siècle, l’évolution climatique dépendra de la trajectoire d’émissions de gaz à effet de serre qui sera suivie dès à présent :

  • Le déclin des glaciers se poursuivra de façon accélérée après la moitié du siècle si les émissions restent au niveau actuel.
  • En revanche, une forte réduction des émissions de gaz à effet de serre et la neutralité carbone planétaire d’ici environ 2050 permettraient de limiter la perte de masse, même si nous ne sommes pas certains que la neutralité carbone permette un arrêt total de cette perte :
(f) Projection de la couche de glace de l'Antarctique selon les différents scénarios RCP/SSP.
(f) Projection de la couche de glace de l’Antarctique selon les différents scénarios RCP/SSP.
Source : Technical Summary AR6 (le texte est diagonal est gardé volontairement puisque le texte est susceptible d’être édité)

Quelles sont les conséquences de la perte de masse de la calotte glaciaire de l’Antarctique ?

Non seulement les conséquences de la perte de masse de la calotte glaciaire sont multiples et variées, mais elles peuvent potentiellement toucher des centaines de millions d’êtres humains. Voici les principales conséquences :

1/ Élévation du niveau de la mer

La hausse du niveau des océans est le principal impact de la fonte des glaces continentales, glaciers et calottes polaires. Bien que cette hausse soit actée et ne fasse aucun doute jusqu’à la fin du siècle, il existe une incertitude sur le niveau futur de l’élévation du niveau de la mer, qui dépendra de deux facteurs.

Premièrement, le niveau des émissions futures. C’est bien au niveau mondial que cela se joue et non au niveau local : ce ne sont pas les quelques milliers de personnes en Antarctique qui vont influer sur son évolution.

Source : SPM FIG.8

Deuxièmement, la contribution des calottes polaires à la hausse de la mer au cours des prochaines décennies, en particulier à cause d’un éventuel emballement de l’effondrement dans la région instable de l’Antarctique de l’ouest. C’est généralement considéré comme la plus grande source d’incertitude des projections de l’élévation du niveau de la mer.

Il existe un nombre grandissant d’études sur le sujet, et il est important de regarder l’échelle de temps. C’est ainsi que vous verrez dans la presse des titres de type “une hausse du niveau de la mer de plus de 15 mètres !” sans préciser que c’est une hausse potentielle et surtout, à horizon 2500, voire sur plusieurs millénaires. En revanche, cette hausse à long terme dépend de ce que nous faisons en termes de réduction de gaz à effet de serre dans les toutes prochaines décennies.

Graphiques montrant les engagements d’élévation du niveau de la mer à long terme à partir de différentes composantes (thermostérique = expansion de l’eau due au réchauffement). Ils indiquent comment la trajectoire actuelle d’un réchauffement de ~3°C entraînerait une élévation du niveau de la mer de 3 à 20 m due à la fonte de la calotte glaciaire de l’Antarctique.
Source : AR6 WG1 Fig. 9.30

D’après l’équipe IMBIE, les pertes de masse antarctique représentent 4 mm d’élévation du niveau des mers entre 1992 et 2011 (vingt ans) et une contribution de même ampleur pour les six années suivantes, soit 18 % de l’élévation totale du niveau des mers pour la période 2012–2017. A horizon 2100, selon des travaux récents de modélisation, la calotte glaciaire antarctique pourrait contribuer jusqu’à 30 cm de la hausse du niveau des mers, voire beaucoup plus (jusqu’ à 1 m), selon certains scénarios. 

Pour conclure sur ce volet, il faut retenir que le potentiel d’élévation du niveau global avec la fonte de la calotte glaciaire de l’Antarctique est gigantesque. Même s’il faudrait plusieurs siècles/millénaires pour atteindre des niveaux pareils ! Nous parlons tout de même de +5 mètres pour la fonte de la calotte glaciaire de l’Antarctique Ouest, et environ +20 mètres avec le socle sous l’eau de l’Antarctique Est (50 mètres au total) !

En outre, les dernières publications scientifiques ne sont pas très réjouissantes sur le sujet. C’est peut-être Anders Levermann, co-auteur de cet article en 2020, qui résume le mieux la situation :

« plus nous en apprenons sur l’Antarctique, plus les prévisions sont désastreuses »… « L’élévation du niveau de la mer due à la perte de masse de l’Antarctique sera énorme même si nous respectons l’accord de Paris, et catastrophique si nous ne le faisons pas.« 

2/ Le vêlage des glaciers

Le vêlage des glaciers (production d’icebergs par un glacier lorsque des masses de glace se détachent de celui-ci au niveau de son front marin et se retrouvent dans une étendue d’eau (mer, lac proglaciaire, etc.) s’est accentué avec le réchauffement climatique. Le vêlage fait partie du fonctionnement normal des glaciers mais n’est pas forcément annuel.

Un exemple d’événement avec une longue période de retour en 2021 : un Iceberg surnommé A-76 s’est détaché, devenant ainsi le plus grand iceberg détaché au monde (observé). Sa taille est de 4320km², c’est comme si le département des Alpes-Maritimes se détachait de la France métropolitaine et partait en balade…

Cet iceberg dérivera sur plusieurs années. Compte tenu de sa taille, il est très probable qu’il se brise en plusieurs morceaux qui vont fondre. Il finira par être désintégré.

Plus que la taille des icebergs, c’est bien la fréquence accrue du vêlage en Antarctique qui est inquiétante, surtout dans les régions susceptibles de déclencher une instabilité.

Mais ce n’est pas tout…

Même si l’élévation du niveau de la mer est la conséquence la plus évidente et la plus inquiétante à court et moyen terme d’une échelle de temps climatique, d’autres conséquences moins médiatiques font aussi l’objet de recherches. Nous pouvons ainsi citer :

  • Changement de la stratification thermique des mers entourant l’Antarctique : deux études récentes, de 2018 et 2019, suggèrent qu’une grande augmentation de la fonte sous-glaciaire et des décharges d’icebergs résultants pourrait amplifier le réchauffement de l’océan sous les plateformes glaciaires, et donc la fonte.
  • Affaiblissement de l’effet d’albédo : le réchauffement provoque la fonte ice shelves, ce qui change à terme la couleur de l’océan et rend l’effet réfléchissant plus faible. C’est ce que l’on appelle une boucle de rétroaction positive.
  • Impact sur la biodiversité : ce n’est peut-être pas la richesse de l’Amazonie, mais l’Antarctique est l’une des huits écozones (région biogéographique). Dans la mesure où tous les animaux sont dépendants de la banquise, si cette dernière fond…

Maintenant que nous avons tous les éléments en main, attaquons-nous à ce fameux sujet du point de bascule.

Qu’est-ce qu’un point de bascule ?

Bien que le principe soit connu depuis plusieurs décennies par les scientifiques, ce n’est que récemment que le terme de point de bascule est explicitement utilisé. Le GIEC y fait référence dans son 4ème rapport pour la première fois, puis y fait désormais référence dans chaque rapport (et rapports spéciaux). Dans son rapport spécial 1.5, voici la définition donnée au point de bascule :

Degré de changement des propriétés d’un système au-delà duquel le système en question se réorganise, souvent de façon abrupte, et ne retrouve pas son état initial même si les facteurs du changement sont éliminés. En ce qui concerne le système climatique, le point de bascule fait référence à un seuil critique au-delà duquel le climat mondial ou un climat régional passe d’un état stable à un autre état stable.

La deuxième notion très importante, est l‘irréversibilité : « terme qualifiant l’état perturbé d’un système dynamique à une échelle temporelle donnée, quand le temps nécessaire à la restauration du système par les processus naturels est nettement plus long que le temps nécessaire à l’atteinte de cet état perturbé ».

Illustration schématique du passage d’un « point de basculement »
sur le site climatetippingpoints.info

Notons que ces points de bascule peuvent être soit provoqués par des fluctuations naturelles du climat, soit par un forçage externe, tel que le réchauffement climatique. Ces points de bascule, dont l’avènement est plausible dans les un à deux siècles à venir (voire avant) avec les émissions anthropiques, sont susceptibles d’entraîner une trajectoire irréversible. Il faudrait alors des siècles, voire des millénaires, pour revenir à la situation initiale.

Ces points de bascule sont nombreux et variés : on retrouve bien sûr la forêt amazonienne, mais aussi la fonte de la banquise arctique, la fonte partielle (Antarctique) ou totale (Groenland) des calottes glaciaires, les changements de la circulation thermohaline, la transformation de la forêt amazonienne en savane, l’affaiblissement de la mousson estivale indienne, le dégel du pergélisol (qui libèrerait des gaz à effet de serre), etc. Voici une carte qui résume les principaux points de bascule théoriques à partir d’un certain degré de réchauffement moyen global :

Carte mondiale des possibles points de bascule en cascade
Source : Will Steffen et al. PNAS 2018

À quel point devons-nous nous inquiéter ?

Le réchauffement climatique n’induit pas une « linéarité » des impacts : les conséquences d’un réchauffement de +3°C ne sont pas simplement le « double » des conséquences d’un réchauffement de +1,5°C , elles sont bien plus graves, avec notamment les risques de « boucles de rétroaction positives », dont font partie les instabilités de l’Antarctique.

Il est aussi très important de comprendre que ces points de bascule sont difficiles à définir précisément, et une fois déclenchés, ils ne mènent pas forcément à un changement abrupt et immédiat du climat : le changement est bel et bien acté une fois le « seuil » passé, mais les conséquences peuvent s’étaler sur des siècles voire des millénaires, comme dans le cas de la hausse du niveau marin.

A-t-on franchi un point de bascule en Antarctique ?

Comme dans le cas du point de bascule en Amazonie, évoquer un point de bascule en Antarctique est très complexe et ne peut être résumé en une simple réponse binaire OUI/NON. Chaque papier scientifique sorti sur le sujet est repris pour faire les gros titres, vendre beaucoup de papier… Mais cela ne reflète en rien la complexité du phénomène et les limites des études.

Plusieurs éléments sont à prendre en compte. Répondons à la question en quatre points.

1/ Bien définir le « point de bascule »

L’année 2021 a été très riche en publications scientifiques sur l’Antarctique et la possibilité d’un point de bascule. Que ce soit dans le dernier rapport du GIEC ou dans les publications plus récentes qui n’ont pas été prises en compte dans la synthèse. Mais il est important de bien savoir de quoi on parle.

Tout d’abord, de “quel point de bascule”. Le point de bascule le plus cité et le plus discuté (il y en a plusieurs !) dans la littérature scientifique est le point de bascule de l’Antarctique de l’Ouest. Voici comment il est présenté dans le dernier rapport du GIEC : l‘effondrement de la calotte glaciaire de l’Antarctique de l’Ouest (WAIS) est considéré comme l’un des points de basculement du climat mondial. Un tel événement peut être déclenché lorsque les plateaux de glace flottante se brisent et que l’écoulement de la glace vers l’océan s’intensifie.

Voici ci-dessous une carte qui permet de localiser et délimiter géographiquement le point de bascule en question :

The hysteresis of the Antarctic Ice Sheet

source : The hysteresis of the Antarctic Ice Sheet
Garbe & al. 2020

Pour être plus exhaustif et précis il existe plusieurs points de bascule en Antarctique. Nous pourrions parler d’un point de bascule par bassin. En Antarctique de l’ouest, les plus discutés (car les plus imminents, c’est-à-dire qui ont une chance d’être franchi/d’avoir été franchi) sont les suivants :

En Antarctique de l’Est il y a également quelques candidats avec peut-être des points de bascule un peu plus élevés (+4°C global, voir dernière figure).

  • Le glacier Totten dont l’accélération pourrait déclencher une instabilité dans tout Aurora Subglacial Basin (région 13). On voit d’ailleurs un frémissement sur les cartes GRACE.
  • Les glaciers Cook, Ninnis et Mertz qui eux gouvernent Wilkes Subglacial Basin (région 14)
  • Le glacier Recovery (région 3)

Voici une carte plus précise avec tous les bassins identifiés :

Bassins versants des inlandsis. La péninsule Antarctique, l’Antarctique Ouest et l’Antarctique Est
couvrent respectivement des superficies de 232 950 km², 2 039 525 km² et 9 620 225 km².
Source : Mass balance of the Antarctic Ice Sheet
from 1992 to 2017

2/ Que dit le GIEC sur le point de bascule en Antarctique ?

Contrairement à ce que l’on peut parfois entendre, le GIEC n’a pas du tout fait l’impasse sur ces phénomènes climatiques, et les a d’ailleurs très bien documentés dans les travaux du groupe 1 du 6ème rapport. Associés à chaque point de bascule, nous retrouvons le niveau d’incertitude et le niveau de risque de le franchir.

Ainsi, les conclusions du GIEC sur un possible point de bascule sont explicites concernant la calotte glaciaire de l’Antarctique Ouest :

C.3.2 La probabilité de résultats à faible probabilité et à fort impact augmente avec les niveaux de réchauffement planétaire (confiance élevée). Des réponses abruptes et points de basculement du système climatique, tels qu’une forte augmentation de la perte de glace de la calotte glaciaire de l’Antarctique et le dépérissement des forêts, ne peuvent être exclues (confiance élevée; chapitre 4, 5 et 12).

Publication temporaire du 6ème rapport du GIEC (table 4.10).
On peut y voir le degré de confiance associé à chaque « point de bascule »

Cependant, bien que certaines études estiment que le point de basculement potentiel se situe entre 1,5 et 2°C et que de nombreuses études estiment que la perte totale de la calotte glaciaire de l’Antarctique de l’Ouest est engagée à 2 ou 3°C (p. 9-78), le rapport AR6 indique dans son résumé que les preuves d’une perte irréversible en dessous de 3°C sont limitées.

Cela ne signifie pas que le GIEC exclut que le point de bascule de l’Antarctique de l’Ouest existe, mais plutôt qu’il n’y a tout simplement pas assez d’études disponibles pour être sûr que cela puisse se produire en dessous de 3°C. Comme nous allons le voir en conclusion de cette partie, il y a eu de nouvelles études (inquiétantes) depuis.

Publication temporaire du 6ème rapport du GIEC (table 4.10).
On peut y voir le degré de confiance associé à chaque “point de bascule”

3/ Critères et incertitudes autour du point de bascule

En raison de la complexité de la dynamique des calottes glaciaires, il est difficile de savoir exactement quand un point de basculement sera atteint. Dans cette étude de Pattyn & al., les auteurs pensent « qu’il est plausible que nous ayons déjà dépassé un point de basculement ».

Le glacier de Pine Island est un grand fleuve de glace à écoulement rapide qui draine une zone de l’Antarctique occidental d’une superficie équivalente aux deux tiers de celle du Royaume-Uni.

À l’heure actuelle, c’est le glacier qui s’effondre le plus rapidement en Antarctique et il représente un quart de toute la glace perdue dans la région. Des mesures par satellite ont montré que le bassin du glacier de l’île des Pins apporte plus d’eau à la mer que n’importe quel autre bassin dans le monde, et cette situation s’aggrave en raison de l’accélération récente du flux de glace.

En mars 2021, une étude de Rosier & al. identifie 3 points de bascule, dont celui du glacier de Pine Island. Ce rapport n’a pas pu être intégré dans les conclusions du GIEC, mais encore une fois, les nouvelles ne sont pas très bonnes :

Un point de bascule pourrait avoir déjà été déclenché dans la région de la mer d’Amundsen, où les glaciers Pine Island et Thwaites dominent la perte de masse actuelle de l’Antarctique, mais les techniques de modélisation et d’observation n’ont pas permis de l’établir de manière rigoureuse, ce qui a conduit à des opinions divergentes sur la perte de masse future de la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental.

Cela rejoint les conclusions de l’article de Lenton & al. en 2019 qui mettaient en évidence les 3 mêmes points de bascule, en disant ici aussi que l’un des points de bascule avait déjà été franchi.

Certitudes et incertitudes

Compte tenu des études citées ci-dessus, nous pouvons conclure que :

  • Nous sommes quasiment sûrs de franchir un point de bascule. Ce n’est plus une question de savoir si oui ou non cela arrivera, mais quand.
  • Les résultats obtenus ne sont pas linéaires : cela dépend des modèles de climat et des modèles de calotte utilisés, de la calibration du modèle, de la loi de frottement , etc. De plus, nous n’avons que 40 ans d’observations satellites. Plus le temps passera, plus nous saurons s’il y a une accélération de cette perte de masse.
  • Sans respect de l’engagement de l’Accord de Paris (sous 2 degrés), nous sommes certains de franchir un point de bascule. Même avec respect de nos engagements, nous ne pouvons pas éliminer le risque de franchir un point de bascule.

4/ A quel degré de réchauffement mondial aurait-on un point de bascule ?

En 2016, trois chercheurs expliquaient que selon eux, « les bons objectifs climatiques avaient été choisis à Paris » (lors de la signature de l’Accord de Paris, de conserver la température moyenne « nettement en dessous de 2°C » et de « poursuivre l’action » pour la « limiter à 1,5°C par rapport aux niveaux préindustriels »).

Pour appuyer leurs propos, ils montraient dans la figure ci-dessous que ces objectifs (« Paris range », en gris) permettent d’éviter au maximum de déclencher des points de basculement potentiellement désastreux (la couleur du jaune au rouge indiquant le niveau de risque de « bascule »).

Un consensus se dégage en revanche sur une perte irréversible toutefois attendue au-delà de 3°C, ajoutant plus de 3 m à l’élévation du niveau de la mer au cours des 2000 prochaines années. Les bassins sous-glaciaires de l’Antarctique de l’Est (y compris les bassins sous-glaciaires Wilkes et Aurora) subissent une certaine perte en dessous de 3°C, et s’effondrent probablement entre +3°C et +5°C.

Le mot de la fin

Définir et estimer un point de bascule en Antarctique est aussi complexe que compliqué. Voici les principaux points à retenir :

  • L’Antarctique est le continent le plus sec, le plus froid et le plus venteux au monde. Il fait en moyenne -20°C pendant l’été austral, et environ – 60°C le reste de l’année.
  • Pour bien comprendre les liens entre climat et glaciers, il est nécessaire de mesurer et d’analyser le bilan de masse de surface de l’ensemble du glacier à des échelles décennales pour analyser des tendances robustes.
  • L’étendue de la banquise antarctique est plutôt stable. La superficie de la banquise de l’Antarctique n’a pas connu de tendance significative entre 1979 et 2020 en raison de tendances régionales opposées et d’une grande variabilité interne.
  • En revanche, la calotte glaciaire, qui recouvre la majeure partie de l’Antarctique, présente une forte tendance à la perte de masse depuis la fin des années 1990Cette tendance s’est accélérée vers 2005, et, actuellement, l’Antarctique perd environ 175 à 225 Gt par an.
  • Quel que soit le scénario climatique considéré, l’évolution du glacier dans les prochaines décennies est en partie déjà actée du fait de l’inertie du système climatique et du temps de réponse très lent des glaciers aux changements climatiques. Sa perte de glace va donc se poursuivre de façon irréversible d’ici le milieu du 21e siècle.
  • La contribution des calottes polaires à la hausse de la mer au cours des prochaines décennies, en particulier à cause d’un éventuel emballement de l’effondrement dans la région instable de l’Antarctique de l’ouest est généralement considérée comme la plus grande source d’incertitude des projections de l’élévation du niveau de la mer.
  • Il existe plusieurs points de bascule en Antarctique. Nous pourrions parler d’un point de bascule par bassin. Les points de bascule en Antarctique de l’ouest sont les plus discutés (car les plus imminents).
  • Nous sommes quasiment sûrs de franchir un point de bascule. Ce n’est plus une question de savoir si oui ou non cela arrivera, mais quand.
Catherine Ritz Crédit : IPEV/IGE

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Commentaires

7 Comments

  1. Coralie 14 janvier 2022

    Dommage qu’il n’y ait pas de nom d’auteur disponible quelque part. Ni dans l’article, ni dans l’à propos. Vos articles me semblent bien documentés, avec de nombreuses sources et ils pourraient être utilisés par de nombreux étudiant(e)s. Cependant, de nombreux professeurs vont refuser cette source puisque « Bon Pote » n’est pas une personne, mais un pseudo, et que ça ne fait malheureusement pas très sérieux.

    Répondre
    1. Bon Pote 15 janvier 2022

      Bonjour Coralie, mon nom public (Thomas Wagner), et j’espère bien que le fait que ce soit co-écrit avec le CNRS est preuve de sérieux !

      Répondre
  2. JCKOI 16 décembre 2021

    Bonjour et merci pour le travail détaillé de cet article.

    Répondre
  3. Maxime Aimetti 15 décembre 2021

    Merci pour cet article très dense et approfondi. Une remarque à propos de la CCAMLR : pour être précis, la CCAMLR ne protège pas le continent Antarctique mais plutôt l’océan Austral qui l’entoure (avec entre autres la définition des fameuses aires marines protégées : https://www.ccamlr.org/fr/science/aires-marines-protégées-amp). C’est le protocole de Madrid qui concerne le continent, comme l’exprime son nom développé : « Protocole au Traité sur l’Antarctique relatif à la protection de l’environnement ». Les deux sont bien sûr étroitement liés : https://www.ccamlr.org/fr/organisation/relation-avec-le-système-du-traité-sur-lantarctique.

    Répondre
  4. Aldo 14 décembre 2021

    Merci pour cet article très bien rédigé et documenté.
    Peut-on faire l’analogie entre un point de bascule climatique et le passage d’un pic d’extraction de ressource dans le sens où c’est une fois le pic passé qu’on est certains de l’avoir franchi ?

    Répondre
    1. Géd 14 décembre 2021

      A mon avis non. Un point de bascule (tipping point) est le moment où les choses s’emballent et ne peuvent pas revenir en arrière (du moins à court ou moyen terme) alors qu’un pic d’extraction est le moment où l’on commence à peiner à retirer davantage du sol, essentiellemnt pour des raisons techniques (trop difficile d’aller chercher plus loin) et/ou économiques (trop coûteux d’extraire plus de ressources)

      Répondre
  5. JeanLem 14 décembre 2021

    Sujet passionnant et très bien documenté, comme toujours !

    Répondre

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