Sous l’effet du changement climatique, l’Arctique se transforme à un rythme alarmant. Une étude récente publiée dans Nature Climate Change révèle une diminution spectaculaire de la taille et de la fréquence des crêtes de pression, ces structures de glace emblématiques de la banquise, vitales pour l’écosystème et redoutées par la navigation. Formées par l’empilement de blocs de glace, elles servent d’abri à des espèces comme l’ours polaire et contribuent à la circulation des nutriments. Les chercheurs de l’Institut Alfred Wegener, après trois décennies de relevés aériens, montrent une réduction de 12,2 % de la fréquence des crêtes par décennie au nord du Groenland. Cette fonte rapide est principalement liée à la disparition des glaces pluriannuelles, plus anciennes et robustes, remplacées par des glaces annuelles plus fines et éphémères. Ce déclin soulève des questions cruciales sur les impacts pour la biodiversité et le climat. Les crêtes de pression, autrefois barrières imposantes, jouent un rôle dans la stabilité de la banquise et l’équilibre écologique. Paradoxalement, alors que ces crêtes diminuent, la vitesse de dérive des glaces augmente, signe de transformations encore mal comprises.
Les données satellites des trente dernières années montrent les changements spectaculaires de la banquise arctique dus au changement climatique : la surface couverte de glace en été diminue sans cesse, les plaques de glace deviennent plus fines et se déplacent plus rapidement. Jusqu’à récemment, on ne savait pas exactement comment les crêtes de pression caractéristiques étaient affectées, car elles ne peuvent être observées de manière fiable depuis l’espace que depuis quelques années.
Les crêtes de pression sont produites par les pressions latérales exercées sur la glace de mer. Le vent ou les courants marins peuvent empiler les floes et former des crêtes d’un mètre d’épaisseur. La partie de ces crêtes, qui brise la surface lisse de la glace toutes les quelques centaines de mètres qui dépasse de l’eau, s’appelle la voile et mesure entre un et deux mètres. Plus impressionnante encore est la quille sous la ligne de flottaison, qui peut descendre jusqu’à 30 mètres et créer un obstacle infranchissable pour la navigation.
Les crêtes de pression affectent non seulement le bilan énergétique et massique de la glace de mer, mais aussi le cycle biogéochimique et l’écosystème : lorsque leurs voiles prennent le vent, les floes peuvent être poussés dans tout l’Arctique. Les ours polaires utilisent les crêtes de pression comme source de protection pour l’hivernage ou la mise bas de leurs petits. De plus, les structures offrent une protection aux organismes associés à la glace à différents niveaux trophiques et favorisent le mélange turbulent de l’eau, ce qui augmente la disponibilité des nutriments.
Une équipe de chercheurs de l’Institut Alfred Wegener (1), Centre Helmholtz pour la recherche polaire et marine (AWI), a retraité et analysé les mesures laser recueillies au cours de 30 années de vols de recherche au-dessus de la glace arctique. Les vols d’enquête, qui couvrent une distance totale d’environ 76 000 kilomètres, montrent pour la première fois que la fréquence des crêtes de pression au nord du Groenland et dans le détroit de Fram diminue de 12,2 % et leur hauteur de 5 % par décennie. Les données de la mer de Lincoln, une zone où l’on sait que la glace particulièrement ancienne s’accumule, dressent un tableau similaire : ici, la fréquence diminue de 14,9 % et leur hauteur de 10,4 % par décennie.
« Jusqu’à présent, on ne savait pas exactement comment les crêtes de pression évoluaient », explique le Dr Thomas Krumpen, spécialiste de la glace de mer à l’AWI et principal auteur de l’étude. « De plus en plus de glace de l’Arctique est constituée de glace qui fond en été et qui n’a pas plus d’un an. Cette glace jeune et fine peut se déformer plus facilement et former plus rapidement de nouvelles crêtes de pression. On pourrait donc s’attendre à ce que leur fréquence augmente. Le fait que les crêtes de pression diminuent malgré tout est dû à la fonte spectaculaire des glaces plus anciennes. La glace qui a survécu à plusieurs étés se caractérise par un nombre particulièrement élevé de crêtes de pression, car elle a été soumise à de fortes pressions sur une période plus longue. La perte de cette glace pluriannuelle est si importante que nous observons une diminution globale de la fréquence des crêtes de pression, même si la glace jeune et fine est plus facile à déformer. »
Pour tirer des conclusions sur les changements à l’échelle de l’Arctique, les chercheurs ont combiné toutes les données d’observation pour élaborer un système de mesure. Ils ont ensuite appliqué ce système à l’ensemble de l’Arctique à l’aide de données satellite : « Nous observons généralement la plus forte diminution des crêtes de pression aux endroits où l’âge de la glace a le plus diminué », résume le professeur Christian Haas, responsable de la physique de la glace de mer à l’AWI. « Des changements majeurs sont observés dans la mer de Beaufort, mais aussi dans l’Arctique central. Ces deux régions sont désormais partiellement libres de glace en été, alors qu’elles étaient autrefois dominées par de la glace vieille d’au moins cinq ans. »
Pourquoi ne pas profiter d’une lecture illimitée de UP’ ? Abonnez-vous à partir de 1.90 € par semaine.
Pour cette étude, les crêtes de pression et leur hauteur ont été mesurées et analysées avec précision lors de vols de surveillance. Cela a été rendu possible grâce aux vols à basse altitude (moins de 100 mètres au-dessus de la surface) et à la vitesse de balayage élevée des capteurs laser, qui ont permis de créer des modèles de terrain. L’AWI a commencé à effectuer des vols scientifiques au-dessus de la banquise au début des années 1990, depuis le Svalbard. À l’époque, l’institut s’appuyait sur deux Dornier DO228, Polar 2 et Polar 4, auxquels ont succédé depuis deux Basler BT-67, Polar 5 et Polar 6. Spécialement équipés pour les vols dans les conditions extrêmes des régions polaires, ils peuvent être équipés de divers capteurs. Grâce à ces avions, les chercheurs surveillent la glace au nord du Groenland, du Svalbard et du Canada deux fois par an. Mais les hélicoptères embarqués à bord du brise-glace Polarstern font également partie du programme de surveillance.
Pour estimer les effets directs des changements observés sur l’écosystème arctique, il faut développer des modèles capables de refléter à la fois les processus physiques et biologiques dans la glace de mer de différents âges. Bien que nous sachions que les crêtes de pression abritent une variété d’organismes, nous manquons encore de compréhension plus approfondie du rôle de l’âge des crêtes de pression. Pourtant, cet aspect est particulièrement important, car le pourcentage de crêtes qui ne survivent pas à leur premier été est en hausse.
Autre énigme : bien que la taille et la fréquence des voiles de crête aient diminué, la vitesse de dérive de la glace arctique a généralement augmenté. Comme l’explique la physicienne de la glace de mer de l’AWI, le Dr Luisa von Albedyll, qui a contribué à l’étude : « En fait, la glace devrait dériver plus lentement lorsque les voiles se rétrécissent, car il y a moins de zone pour le transfert de moment. Cela indique que d’autres changements produisent exactement l’effet inverse. Des courants océaniques plus forts ou un dessous de glace plus lisse en raison d’une fonte plus intense pourraient y contribuer. Pour répondre à ces questions ouvertes et mieux comprendre les interrelations complexes, nous avons mis l’ensemble des données à disposition dans une archive publique , garantissant ainsi que d’autres chercheurs puissent l’utiliser et l’intégrer dans leurs études. »
Face à ces constats, les scientifiques prévoient une expédition l’été prochain avec le navire de recherche Polarstern. Elle se concentrera sur l’étude des différences biologiques et biogéochimiques entre les banquises et les crêtes de pression d’âges et de provenances différents. Parallèlement, des vols de surveillance aérienne à grande échelle seront effectués avec l’avion de recherche. Selon Thomas Krumpen : « En combinant les observations depuis le navire et les observations aériennes, nous espérons mieux comprendre les interactions complexes entre la banquise, le climat et l’écosystème. Car ce n’est qu’une fois que nous aurons mieux compris le système environnemental de la région que nous pourrons élaborer des stratégies efficaces pour la préservation et l’exploitation durable de l’Arctique. », ce bastion fragile au cœur du système climatique mondial.
Source : Thomas Krumpen, Luisa von Albedyll, H. Jakob Bünger, Giulia Castellani, Jörg Hartmann, Veit Helm, Stefan Hendricks, Nils Hutter, Jack C. Landy, Simeon Lisovski, Christof Lüpkes, Jan Rohde, Mira Suhrhoff, Christian Haas : Une glace plus lisse avec moins de crêtes de pression dans un Arctique plus dynamique, Nature Climate Change (2024). DOI : 10.1038/s41558-024-02199-5
(1) L’Institut Alfred Wegener – Centre Helmholtz pour la recherche polaire et marine (AWI) mène des recherches dans l’Arctique, l’Antarctique et les océans des hautes et moyennes latitudes. Il coordonne la recherche polaire en Allemagne et met à disposition de la communauté scientifique internationale des infrastructures importantes, comme le brise-glace de recherche Polarstern et des stations dans l’Arctique et l’Antarctique. L’Institut Alfred Wegener est l’un des 18 centres de recherche de l’Association Helmholtz, la plus grande organisation scientifique d’Allemagne.
Photo d’en-tête : Arctique © WWF
Nous avons un message pour vous…
Dès sa création, il y a plus de dix ans, nous avons pris l’engagement que UP’ Magazine accordera au dérèglement climatique, à l’extinction des espèces sauvages, à la pollution, à la qualité de notre alimentation et à la transition écologique l’attention et l’importance urgentes que ces défis exigent. Cet engagement s’est traduit, en 2020, par le partenariat de UP’ Magazine avec Covering Climate Now, une collaboration mondiale de 300 médias sélectionnés pour renforcer la couverture journalistique des enjeux climatiques. En septembre 2022, UP’ Magazine a adhéré à la Charte pour un journalisme à la hauteur de l’urgence écologique.
Nous promettons de vous tenir informés des mesures que nous prenons pour nous responsabiliser à ce moment décisif de notre vie. La désinformation sur le climat étant monnaie courante, et jamais plus dangereuse qu’aujourd’hui, il est essentiel que UP’ Magazine publie des rapports précis et relaye des informations faisant autorité – et nous ne resterons pas silencieux.
Notre indépendance éditoriale signifie que nous sommes libres d’enquêter et de contester l’inaction de ceux qui sont au pouvoir. Nous informerons nos lecteurs des menaces qui pèsent sur l’environnement en nous fondant sur des faits scientifiques et non sur des intérêts commerciaux ou politiques. Et nous avons apporté plusieurs modifications importantes à notre expression éditoriale pour que le langage que nous utilisons reflète fidèlement, mais sans catastrophisme, l’urgence écologique.
UP’ Magazine estime que les problèmes auxquels nous sommes confrontés dans le cadre de la crise climatique sont systémiques et qu’un changement sociétal fondamental est nécessaire. Nous continuerons à rendre compte des efforts des individus et des communautés du monde entier qui prennent courageusement position pour les générations futures et la préservation de la vie humaine sur terre. Nous voulons que leurs histoires inspirent l’espoir.
Nous espérons que vous envisagerez de nous soutenir aujourd’hui. Nous avons besoin de votre soutien pour continuer à offrir un journalisme de qualité, ouvert et indépendant. Chaque abonnement des lecteurs, quelle que soit sa taille, est précieux. Soutenez UP’ Magazine à partir d’1.90 € par semaine seulement – et cela ne prend qu’une minute. Merci de votre soutien.
