L'un des aspects les plus inquiétants du changement climatique est le rôle joué par les mécanismes de rétroaction positive. En plus de la hausse des températures mondiales en raison de l'augmentation des émissions de dioxyde de carbone et de gaz à effet de serre, il y a la poussée supplémentaire créée par la déforestation, L'acidification des océans, et (plus particulièrement) la disparition de la calotte glaciaire polaire arctique.

Cependant, selon une nouvelle étude réalisée par une équipe de chercheurs de la School of Earth and Space Exploration de l'Arizona State University, il pourrait être possible de recongeler des parties de la calotte glaciaire arctique. Grâce à une technique de géo-ingénierie qui s'appuierait sur des pompes éoliennes, ils croient que l'un des plus grands mécanismes de rétroaction positive de la planète peut être neutralisé.

Leur étude, intitulé « Gestion des glaces arctiques », paru récemment dans Earth's Future, un journal en ligne publié par l'American Geophysical Union. Comme ils l'indiquent, la vitesse actuelle à laquelle la glace arctique disparaît est assez déconcertante. De plus, l'humanité ne sera probablement pas en mesure de lutter contre la hausse des températures mondiales au cours des prochaines décennies sans la présence de la calotte glaciaire polaire.

La vitesse à laquelle la glace polaire a disparu est particulièrement préoccupante, qui a été assez prononcée au cours des dernières décennies. Le taux de perte a été estimé entre 3,5 % et 4,1 % par décennie, avec une diminution globale d'au moins 15 pour cent depuis 1979 (lorsque les mesures satellitaires ont commencé). Pour empirer les choses, la vitesse à laquelle la glace se perd s'accélère.

D'un niveau de référence d'environ 3 pour cent par décennie entre 1978-1999, le taux de perte depuis les années 2000 a considérablement augmenté – au point que l'étendue de la glace de mer en 2016 était la deuxième plus basse jamais enregistrée. Comme ils l'indiquent dans leur Introduction (et avec le soutien de nombreuses sources), le problème ne fera que s'aggraver d'ici le milieu du 21e siècle :

« On a observé que les températures moyennes mondiales augmentaient de manière linéaire avec les émissions cumulées de CO2 et devraient continuer de le faire, entraînant des augmentations de température de peut-être 3 °C ou plus d'ici la fin du siècle. La région arctique continuera de se réchauffer plus rapidement que la moyenne mondiale. Des réductions de la banquise arctique toute l'année sont prévues dans pratiquement tous les scénarios, et un presque sans glace ( <106 km2 d'étendue de glace de mer pendant cinq années consécutives) L'océan Arctique est considéré comme « probable » d'ici 2050 dans un scénario de statu quo. »

L'une des raisons pour lesquelles l'Arctique se réchauffe plus rapidement que le reste de la planète est liée à une forte rétroaction de l'albédo glaciaire. Essentiellement, la glace de neige fraîche reflète jusqu'à 90 pour cent de la lumière du soleil tandis que la glace de mer reflète la lumière du soleil avec un albédo jusqu'à 0,7, tandis que l'eau libre (qui a un albédo proche de 0,06) absorbe la plus grande partie de la lumière du soleil. Ergo, à mesure que la glace fond, plus la lumière du soleil est absorbée, faire grimper encore plus les températures dans l'Arctique.

Pour répondre à cette préoccupation, l'équipe de recherche – dirigée par Steven J. Desch, un professeur de la School of Earth and Space Exploration – a examiné comment la fonte est liée aux fluctuations saisonnières. Essentiellement, la banquise arctique s'amincit avec le temps parce que la nouvelle glace (alias "glace de première année"), qui se crée avec chaque hiver qui passe, mesure généralement seulement 1 mètre (3,28 pi) d'épaisseur.

La glace qui survit à l'été dans l'Arctique est capable de croître et de devenir de la « glace pluriannuelle », avec une épaisseur typique de 2 à 4 mètres (6,56 à 13,12 pieds). Mais grâce à la tendance actuelle, où les étés se réchauffent progressivement, la « glace de première année » a succombé à la fonte estivale et s'est fracturée avant de pouvoir croître. Alors que la glace pluriannuelle représentait 50 à 60 pour cent de toute la glace de l'océan Arctique dans les années 1980, d'ici 2010, il ne représentait que 15 pour cent.

Avec ça en tête, Desch et ses collègues ont envisagé une solution possible qui garantirait que la « glace de première année » aurait une meilleure chance de survivre à l'été. En plaçant des machines qui utiliseraient l'énergie éolienne pour générer des pompes, ils estiment que l'eau pourrait remonter à la surface au cours d'un hiver arctique, quand il aurait les meilleures chances de geler.

Sur la base des calculs de la vitesse du vent dans l'Arctique, ils calculent qu'une éolienne avec des pales de 6 mètres de diamètre produirait suffisamment d'électricité pour qu'une seule pompe puisse faire monter l'eau à une hauteur de 7 mètres, et à un rythme de 27 tonnes métriques (29,76 tonnes américaines) par heure. L'effet net de ceci serait des plaques de glace plus épaisses dans toute la zone touchée, qui aurait plus de chance de survivre à l'été.

Heures supplémentaires, la rétroaction négative créée par plus de glace entraînerait l'absorption de moins de lumière solaire par l'océan Arctique, conduisant ainsi à plus de refroidissement et à plus d'accumulation de glace. Cette, ils prétendent, pourrait se faire avec un budget relativement modeste de 500 milliards de dollars par an pour l'ensemble de l'Arctique, ou 50 milliards de dollars par an pour 10 pour cent de l'Arctique.

Bien que cela puisse sembler un chiffre énorme, ils s'empressent de souligner que la distribution couvrant l'ensemble de l'Arctique avec des pompes à glace – qui pourraient sauver des milliers de milliards de PIB et d'innombrables vies – équivaut à seulement 0,64 % du produit intérieur brut (PIB) mondial actuel de 78 000 milliards de dollars. Pour un pays comme les États-Unis, il ne représente que 13 % du budget fédéral actuel (3 800 milliards de dollars).

Et bien qu'il reste plusieurs aspects de cette proposition qui doivent encore être élaborés (ce que Desch et son équipe reconnaissent pleinement), le concept semble être théoriquement valable. Non seulement il prend en compte la manière dont le changement saisonnier et le changement climatique sont liés dans l'Arctique, il reconnaît que l'humanité ne sera probablement pas en mesure de lutter contre le changement climatique sans recourir à des techniques de géo-ingénierie.

Et puisque la glace arctique est l'une des choses les plus importantes lorsqu'il s'agit de réguler les températures mondiales, il est parfaitement logique de commencer ici.