Une étude de modélisation révèle que la prévision la plus élevée de l’élévation du niveau de la mer est peu probable

Ces dernières années, les nouvelles concernant le climat de la Terre – des incendies de forêt dévastateurs aux ouragans plus violents, en passant par les inondations dévastatrices et les vagues de chaleur torrides – n’ont pas apporté beaucoup de bonnes nouvelles.

Une nouvelle étude menée par Dartmouth indique cependant que l’une des pires projections concernant l’élévation du niveau des océans du monde à mesure que les calottes glaciaires polaires de la planète fondent est hautement improbable, même si elle souligne que la perte accélérée de glace du Groenland et de l’Antarctique n’en est pas moins désastreuse.

L’étude remet en question une nouvelle prédiction alarmante du dernier rapport très médiatisé du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) des Nations Unies, qui vise à évaluer les dernières recherches sur le climat et à projeter les effets à long et à court terme de la crise climatique.

Publié dans son intégralité l’année dernière, le sixième rapport d’évaluation du GIEC a présenté un scénario possible dans lequel l’effondrement des calottes glaciaires du continent austral rendrait la contribution de l’Antarctique au niveau moyen mondial de la mer deux fois plus élevée d’ici 2100 que ce que prévoient les autres modèles, et trois fois plus élevée d’ici 2300.

Bien que le GIEC ait qualifié cette prédiction de « peu probable », la possibilité d’une élévation des océans de 15 mètres, comme le prévoit le modèle, lui a valu une place dans le rapport. À cette ampleur, la péninsule de Floride serait submergée, à l’exception d’une bande de terrain intérieur s’étendant de Gainesville au nord du lac Okeechobee, avec les villes côtières de l’État sous l’eau.

Mais cette prédiction repose sur un nouveau mécanisme hypothétique expliquant comment les calottes glaciaires – les épais glaciers terrestres qui recouvrent les régions polaires – se retirent et se brisent. Ce mécanisme, connu sous le nom d’instabilité des falaises de glace marines (Marine Ice Cliff Instability, MICI), n’a pas été observé et n’a jusqu’à présent été testé qu’avec un seul modèle à basse résolution, rapportent les chercheurs dans la revue Progrès scientifiques.

Les chercheurs ont plutôt testé MICI avec trois modèles à haute résolution qui capturent plus précisément la dynamique complexe des calottes glaciaires. Ils ont simulé le retrait du glacier Thwaites en Antarctique, une calotte glaciaire de 120 km de large surnommée le « glacier de l’apocalypse » en raison de la vitesse à laquelle elle fond et de son potentiel à faire monter le niveau mondial de la mer de plus de 60 cm.

Leurs modèles ont montré que même la rivière Thwaites, déjà en danger, ne devrait pas s’effondrer rapidement au cours du 21e siècle, comme le prédit le MICI.

Mathieu Morlighem, professeur de sciences de la Terre à Dartmouth et auteur correspondant de l’étude, a déclaré que les résultats suggèrent que la physique sous-jacente à la projection extrême incluse dans le rapport du GIEC est inexacte, ce qui peut avoir des effets dans le monde réel.

Les décideurs politiques utilisent parfois ces modèles d’estimation élevés lorsqu’ils envisagent la construction de barrières physiques telles que des digues ou même la relocalisation de personnes vivant dans des zones basses, a déclaré Morlighem.

« Ces projections changent réellement la vie des gens. Les décideurs politiques et les planificateurs s’appuient sur ces modèles et ils se concentrent souvent sur les risques les plus élevés. Ils ne veulent pas concevoir de solutions et la menace se révèle alors encore plus grave qu’ils ne le pensaient », a déclaré Morlighem.

« Nous ne disons pas que l’Antarctique est sûr et que l’élévation du niveau de la mer ne va pas continuer – toutes nos projections montrent un retrait rapide de la calotte glaciaire », poursuit-il.

« Mais les projections de haut niveau sont importantes pour la planification côtière et nous voulons qu’elles soient précises en termes de physique. Dans ce cas, nous savons que cette projection extrême est peu probable au cours du 21e siècle. »

Morlighem a travaillé avec Hélène Seroussi de Dartmouth, professeure associée à la Thayer School of Engineering, ainsi qu’avec des chercheurs de l’Université du Michigan, de l’Université d’Édimbourg et de l’Université de St. Andrews en Écosse, et de l’Université de Northumbria et de l’Université de Stirling en Angleterre.

L’idée derrière le MICI est que si une plate-forme de glace (extension flottante de la calotte glaciaire terrestre) s’effondre rapidement, elle pourrait potentiellement laisser les falaises de glace qui forment le bord extérieur de la calotte glaciaire exposées et sans soutien. Si ces falaises sont suffisamment hautes, elles se briseraient sous leur propre poids, exposant une falaise encore plus haute et entraînant un retrait rapide de la calotte glaciaire vers l’intérieur comme une rangée de dominos.

La perte de cette glace dans l’océan, où elle fondrait, est ce qui conduirait à l’élévation spectaculaire prévue du niveau de la mer.

Mais les auteurs de la Progrès scientifiques Une étude révèle que l’effondrement des glaciers n’est pas si simple ni si rapide. « Tout le monde s’accorde à dire que la rupture des falaises est une réalité : une falaise s’effondrera si elle est trop haute. La question est de savoir à quelle vitesse cela se produira », a déclaré Morlighem.

« Mais nous avons constaté que le taux de retrait est loin d’être aussi élevé que ce qui était supposé dans ces simulations initiales. Lorsque nous utilisons un taux mieux limité par la physique, nous constatons que l’instabilité des falaises de glace ne se produit jamais. »

Les chercheurs se sont concentrés sur le glacier Thwaites, car il a été identifié comme particulièrement vulnérable à l’effondrement à mesure que la plate-forme de glace qui le soutient continue de se désagréger. Les chercheurs ont simulé le recul du glacier Thwaites pendant 100 ans suite à un effondrement hypothétique soudain de sa plate-forme de glace, ainsi que pendant 50 ans au rythme de recul réellement en cours.

Dans toutes leurs simulations, les chercheurs ont constaté que les falaises de glace de Thwaites ne reculaient jamais vers l’intérieur des terres à la vitesse suggérée par le MICI. Au contraire, sans la plate-forme de glace qui retient la calotte glaciaire, le mouvement du glacier vers l’océan s’accélère rapidement, provoquant l’expansion de la calotte glaciaire vers l’intérieur.

Ce mouvement accéléré amincit également la glace au bord du glacier, ce qui réduit la hauteur des falaises de glace et leur susceptibilité à l’effondrement.

« Nous ne remettons pas en cause les projections standards et bien établies sur lesquelles se fonde principalement le rapport du GIEC », a déclaré M. Seroussi.

« Nous ne faisons que remettre en question cette projection à fort impact et à faible probabilité qui inclut ce nouveau processus MICI mal compris. D’autres instabilités connues dans les calottes glaciaires polaires vont encore jouer un rôle dans leur disparition au cours des décennies et des siècles à venir. »

Les calottes glaciaires polaires sont, par exemple, vulnérables à l’instabilité établie de la calotte glaciaire marine (MISI), a déclaré le co-auteur de l’étude Dan Goldberg, glaciologue à Édimbourg qui était professeur invité à Dartmouth lorsque le projet a commencé.

Selon le MISI, sans la protection des plateformes de glace, un glacier reposant sur un continent submergé qui s’incline vers l’intérieur de la calotte glaciaire reculera de manière instable. Ce processus devrait accélérer la fonte des glaces et contribuer de plus en plus à l’élévation du niveau de la mer, a déclaré Goldberg.

« Bien que nous n’ayons pas observé de MICI au 21e siècle, cela est en partie dû aux processus qui peuvent conduire au MISI », a déclaré Goldberg. « Dans tous les cas, le glacier Thwaites est susceptible de reculer de manière instable au cours des siècles à venir, ce qui souligne la nécessité de mieux comprendre comment le glacier réagira au réchauffement des océans et à l’effondrement de la plate-forme de glace grâce à une modélisation et une observation continues. »