Nous savons que notre planète a connu des périodes plus chaudes dans le passé, à l'époque géologique du Pliocène, il y a environ trois millions d'années.

Notre recherche, publié aujourd'hui, montre que jusqu'à un tiers de la calotte glaciaire de l'Antarctique a fondu au cours de cette période, faisant monter le niveau de la mer jusqu'à 20 mètres au-dessus des niveaux actuels dans les siècles à venir.

Nous avons pu mesurer les changements passés du niveau de la mer en forant des carottes sur un site en Nouvelle-Zélande, connu sous le nom de bassin de Whanganui, qui contient des sédiments marins peu profonds de la résolution la plus élevée au monde.

En utilisant une nouvelle méthode que nous avons développée pour prédire le niveau d'eau à partir de la taille des particules de sable déplacées par les vagues, nous avons construit un enregistrement du changement global du niveau de la mer avec beaucoup plus de précision qu'auparavant.

Le Pliocène était la dernière fois que les concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone étaient supérieures à 400 parties par million et que la température de la Terre était de 2 °C plus élevée que l'époque préindustrielle. Nous montrons qu'un réchauffement de plus de 2°C pourrait déclencher à nouveau une fonte généralisée en Antarctique et que notre planète pourrait repartir vers le futur, vers un climat qui existait il y a trois millions d'années.

Dépassement de l'objectif climatique de Paris

La semaine dernière, nous avons assisté à des manifestations mondiales sans précédent sous la bannière des grèves climatiques #FridaysForFuture de Greta Thunberg, car l'urgence de maintenir le réchauffement climatique en dessous de l'objectif de 2°C de l'Accord de Paris a frappé à la maison. Thunberg a capturé la frustration collective lorsqu'elle a reproché aux Nations Unies de ne pas avoir agi plus tôt sur la base des preuves scientifiques. Son plaidoyer a résonné lorsqu'elle nous a rappelé que :« Avec les niveaux d'émissions d'aujourd'hui, que le budget CO₂ restant [1,5 °C] aura entièrement disparu en moins de huit ans et demi."

Au rythme actuel des émissions mondiales, nous serons peut-être de retour dans le Pliocène d'ici 2030 et nous aurons dépassé l'objectif de 2°C à Paris. L'une des questions les plus critiques auxquelles l'humanité est confrontée est de savoir de combien et à quelle vitesse le niveau mondial de la mer augmentera.

Selon le récent rapport spécial sur les océans et la cryosphère du monde du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), les glaciers et les calottes polaires continuent de perdre de la masse à un rythme accéléré, mais la contribution des calottes glaciaires polaires, en particulier la calotte glaciaire de l'Antarctique, à l'élévation future du niveau de la mer reste difficile à contenir.

Si nous continuons à suivre notre trajectoire d'émissions actuelle, le niveau moyen de la mer mondiale (probabilité de 66 %) atteint d'ici la fin du siècle sera de 1,2 mètre plus haut qu'aujourd'hui, avec deux mètres une limite supérieure plausible (probabilité de 5%). Mais bien sûr, le changement climatique ne s'arrête pas comme par magie après l'an 2100.

Retourner vers le futur

Pour mieux prédire ce à quoi nous engageons les futurs littoraux du monde, nous devons comprendre la sensibilité des calottes glaciaires polaires. Si nous voulons savoir de combien les océans monteront à 400 ppm de CO₂, l'époque pliocène est une bonne comparaison.

De retour en 2015, nous avons foré des carottes de sédiments déposés au Pliocène, préservé sous les collines accidentées du bassin de Whanganui. L'un d'entre nous (Timothy Naish) travaille dans ce domaine depuis près de 30 ans et a identifié plus de 50 fluctuations du niveau mondial de la mer au cours des 3,5 millions d'années de l'histoire de la Terre. Le niveau mondial de la mer avait monté et baissé en réponse aux cycles climatiques naturels, connu sous le nom de cycles de Milankovitch, qui sont causées par des changements à long terme de l'orbite solaire de la Terre tous les 20, 000, 40, 000 et 100, 000 ans. Ces changements provoquent à leur tour la croissance ou la fonte des calottes glaciaires polaires.

Alors que le niveau de la mer aurait fluctué de plusieurs dizaines de mètres, jusqu'à présent, les efforts pour reconstruire l'amplitude précise avaient été contrecarrés par les difficultés dues aux processus de déformation de la Terre et à la nature incomplète de nombreux cycles.

Notre recherche a utilisé une relation théorique bien établie entre la taille des particules transportées par les vagues sur le plateau continental et la profondeur jusqu'au fond marin. Nous avons ensuite appliqué cette méthode à 800 mètres de carottes et d'affleurements, représentant des séquences sédimentaires continues qui s'étendent sur une période de 2,5 à 3,3 millions d'années.

Nous montrons qu'au Pliocène, le niveau mondial des mers fluctuait régulièrement entre cinq et 25 mètres. Nous avons pris en compte les mouvements terrestres tectoniques locaux et les changements régionaux du niveau de la mer causés par les changements gravitationnels et crustaux pour déterminer les estimations du niveau de la mer, connu sous le nom de record du niveau de la mer PlioSeaNZ. Cela donne une approximation des changements du niveau moyen mondial de la mer.

Contribution de l'Antarctique à l'élévation du niveau de la mer

Notre étude montre également que la majeure partie de l'élévation du niveau de la mer au cours du Pliocène est venue des calottes glaciaires de l'Antarctique. Au cours du Pliocène chaud, la géographie des continents et des océans de la Terre et la taille des calottes glaciaires polaires étaient similaires à celles d'aujourd'hui, avec seulement une petite calotte glaciaire au Groenland pendant la période la plus chaude. La fonte de la calotte glaciaire du Groenland aurait contribué à au plus cinq mètres au maximum de 25 mètres d'élévation du niveau mondial de la mer enregistré dans le bassin de Whanganui.

Le fait que plus de 90 % de la chaleur du réchauffement climatique à ce jour soit allé dans l'océan est un problème critique. Une grande partie est allée dans l'océan Austral, qui baigne les marges de la calotte glaciaire de l'Antarctique.

Déjà, nous observons aujourd'hui des remontées d'eaux profondes circumpolaires chaudes et pénétrant dans les cavités de la banquise dans plusieurs sites autour de l'Antarctique. Le long de la côte de la mer d'Amundsen de l'Antarctique occidental, là où l'océan s'est le plus réchauffé, la calotte glaciaire s'amincit et recule le plus rapidement. Un tiers de la calotte glaciaire de l'Antarctique, l'équivalent d'une élévation du niveau de la mer allant jusqu'à 20 mètres, est ancré sous le niveau de la mer et vulnérable à un effondrement généralisé dû au réchauffement des océans.

Notre étude a des implications importantes pour la stabilité et la sensibilité de la calotte glaciaire de l'Antarctique et son potentiel à contribuer au niveau futur de la mer. Il soutient le concept selon lequel un point de basculement dans la calotte glaciaire de l'Antarctique peut être franchi si les températures mondiales augmentent de plus de 2 ℃. Cela pourrait entraîner la fonte de grandes parties de la calotte glaciaire au cours des prochains siècles, remodeler les rivages du monde entier.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.