La hausse des températures des océans a entraîné la fonte des calottes glaciaires de l'Antarctique et a provoqué une élévation extrême du niveau de la mer de plus de 100, il y a 000 ans, une nouvelle étude internationale menée par UNSW Sydney montre.

La fonte massive de la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental a été une cause majeure de l'élévation du niveau de la mer au cours d'une période connue sous le nom de dernier interglaciaire (129, 000-116, il y a 000 ans), une équipe internationale de scientifiques dirigée par Chris Turney de l'UNSW a trouvé. La recherche a été publiée aujourd'hui dans Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS) . La perte extrême de glace a provoqué une élévation de plusieurs mètres du niveau moyen mondial de la mer et il a fallu moins de 2 °C de réchauffement des océans pour que cela se produise.

"Non seulement nous avons perdu une grande partie de la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental, mais cela s'est passé très tôt pendant le dernier interglaciaire, " dit Chris Turney, Professeur en sciences de la Terre et du climat à l'UNSW Sydney et auteur principal de l'étude.

De fines couches d'anciennes cendres volcaniques dans la glace ont aidé l'équipe à déterminer le moment où la fonte massive a eu lieu. De façon alarmante, les résultats ont indiqué que la plupart des pertes de glace se sont produites au cours des premiers millénaires, montrant à quel point l'Antarctique est sensible aux températures plus élevées.

"La fonte a probablement été causée par un réchauffement des océans inférieur à 2°C, et c'est quelque chose qui a des implications majeures pour l'avenir, étant donné l'augmentation de la température de l'océan et la fonte de l'Antarctique occidental qui se produit aujourd'hui, " dit le professeur Turney.

Au cours du dernier interglaciaire, les températures de l'océan polaire étaient probablement inférieures de 2 °C à celles d'aujourd'hui, ce qui en fait une période utile pour étudier comment le réchauffement climatique futur pourrait affecter la dynamique des glaces et le niveau de la mer.

"Cette étude montre que nous perdrions la majeure partie de la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental dans un monde plus chaud, " dit le professeur Turney.

Contrairement à la calotte glaciaire de l'Antarctique de l'Est, qui repose principalement sur les hauteurs, la calotte de l'Antarctique de l'Ouest repose sur le fond marin. Il est bordé de vastes étendues de glace flottante, appelés banquises, qui protègent la partie centrale de la feuille.

Au fur et à mesure que l'eau de l'océan se réchauffe dans les cavités sous les banquises, la glace fond d'en bas, amincissant les plateaux et rendant la calotte glaciaire centrale très vulnérable au réchauffement des températures océaniques.

Remonter le temps

Pour entreprendre leurs recherches, Le professeur Turney et son équipe se sont rendus dans la zone de glace bleue de Patriot Hills, un site situé à la périphérie de la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental, avec le soutien de l'Antarctique Logistique et Expéditions (ou ALE).

Les zones de glace bleue sont le laboratoire parfait pour les scientifiques en raison de leur topographie unique - elles sont créées par de féroces, vents catabatiques de haute densité. Quand ces vents soufflent sur les montagnes, ils enlèvent la couche supérieure de neige et érodent la glace exposée. Au fur et à mesure que la glace est enlevée, la glace ancienne remonte à la surface, offrant un aperçu de l'histoire de la calotte glaciaire.

Alors que la plupart des chercheurs antarctiques forent dans la carotte de glace pour extraire leurs échantillons, cette équipe a utilisé une méthode différente :l'analyse horizontale des carottes de glace.

"Au lieu de creuser des kilomètres dans la glace, nous pouvons simplement traverser une zone de glace bleue et voyager à travers des millénaires. En prélevant des échantillons de glace à la surface, nous sommes en mesure de reconstituer ce qui est arrivé à ce précieux environnement dans le passé, " dit le professeur Turney.

Grâce à des mesures isotopiques, l'équipe a découvert une lacune dans le record de la calotte glaciaire juste avant le dernier interglaciaire. Cette période de glace manquante coïncide avec l'augmentation extrême du niveau de la mer, suggérant une perte rapide de glace de la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental. La cendre volcanique, des échantillons de gaz à l'état de traces et de l'ADN ancien de bactéries piégées dans la glace appuient tous cette découverte.

Apprendre du dernier interglaciaire

Les cycles glaciaires se produisent environ tous les 100, 000 ans en raison de changements subtils dans l'orbite de la Terre autour du Soleil. Ces périodes glaciaires sont séparées par des périodes interglaciaires chaudes. Le dernier interglaciaire est la période chaude la plus récente de notre période interglaciaire actuelle, l'Holocène.

Alors que la contribution humaine au réchauffement climatique rend l'Holocène unique, le dernier interglaciaire reste un point de recherche utile pour comprendre comment la planète réagit aux changements extrêmes.

"L'avenir va bien au-delà de tout ce que nous avons vu dans les archives scientifiques instrumentales des 150 dernières années, ", dit le professeur Turney. "Nous devons regarder plus loin dans le passé si nous voulons gérer les changements futurs."

Au cours du dernier interglaciaire, le niveau moyen mondial de la mer était entre 6 et 9 m plus élevé qu'aujourd'hui, bien que certains scientifiques soupçonnent que cela aurait pu atteindre 11 m.

L'élévation du niveau de la mer dans le dernier interglaciaire ne peut pas être entièrement expliquée par la fonte de la calotte glaciaire du Groenland, ce qui représente une augmentation de 2 millions, ou l'expansion des océans due au réchauffement des températures et à la fonte des glaciers de montagne, qui auraient causé une augmentation de moins de 1 m.

"Nous avons maintenant certaines des premières preuves majeures que l'Antarctique occidental a fondu et a entraîné une grande partie de cette élévation du niveau de la mer, " dit le professeur Turney.

Un besoin urgent de minimiser le réchauffement futur

La gravité de la perte de glace suggère que la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental est très sensible au réchauffement futur des océans.

"La calotte glaciaire de l'Antarctique occidental est assise dans l'eau, et aujourd'hui cette eau devient de plus en plus chaude, " dit le professeur Turney, qui est également chercheur en chef du Centre d'excellence de l'ARC pour la biodiversité et le patrimoine australiens (CABAH).

À l'aide des données recueillies lors de leur travail sur le terrain, l'équipe a effectué des simulations de modèle pour étudier comment le réchauffement pourrait affecter les plates-formes de glace flottantes. Ces plateaux renforcent actuellement les calottes glaciaires et contribuent à ralentir l'écoulement de la glace au large du continent.

Les résultats suggèrent une élévation du niveau de la mer de 3,8 m au cours du premier millénaire d'un océan plus chaud de 2 °C. La majeure partie de l'élévation du niveau de la mer modélisée s'est produite après la perte des plates-formes de glace, qui s'est effondré au cours des deux cents premières années de températures plus élevées.

Les chercheurs craignent que les températures élevées persistantes de la surface de la mer ne provoquent la fonte de la calotte glaciaire de l'Antarctique oriental, faire monter le niveau mondial de la mer encore plus haut.

"Les rétroactions positives entre un océan qui se réchauffe, effondrement de la banquise, et la fonte des calottes glaciaires suggère que l'Antarctique occidental pourrait être vulnérable au passage d'un point de basculement, " a souligné le Dr Zoë Thomas, co-auteur et boursier ARC Discovery Early Career Research Award (DECRA) à l'UNSW.

"En atteignant le point de basculement, seule une petite augmentation de la température pourrait déclencher une fonte brutale de la calotte glaciaire et une élévation de plusieurs mètres du niveau de la mer dans le monde."

Maintenant, le consensus du rapport 2013 du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) suggère que le niveau mondial de la mer augmentera de 40 cm à 80 cm au cours du prochain siècle, l'Antarctique n'y contribuant qu'environ 5 cm.

Les chercheurs craignent que la contribution de l'Antarctique ne soit bien plus importante que cela.

« Des projections récentes suggèrent que la contribution de l'Antarctique pourrait être jusqu'à dix fois supérieure aux prévisions du GIEC, ce qui est profondément préoccupant, " dit le professeur Christopher Fogwill, co-auteur et directeur de l'Institute for Sustainable Futures de l'Université britannique de Keele.

"Notre étude met en évidence que la calotte glaciaire de l'Antarctique pourrait se trouver à proximité d'un point de basculement, qui, une fois passé, pourrait nous engager dans une élévation rapide du niveau de la mer pour les millénaires à venir. Cela souligne le besoin urgent de réduire et de contrôler les émissions de gaz à effet de serre qui sont à l'origine du réchauffement actuel. »

Notamment, les chercheurs avertissent que ce point de basculement peut être plus proche que nous le pensons.

"L'Accord de Paris sur le climat s'engage à limiter le réchauffement climatique à 2°C, idéalement 1,5°C, ce siècle, " dit le professeur Turney.

"Nos résultats montrent que nous ne voulons pas approcher un réchauffement de 2°C."

Le professeur Turney et son équipe espèrent étendre les recherches pour confirmer à quelle vitesse la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental a réagi au réchauffement et quelles zones ont été les premières touchées.

"Nous n'avons testé qu'un seul emplacement, donc on ne sait pas si c'est le premier secteur de l'Antarctique qui a fondu, ou s'il a fondu relativement tard. L'impact de ces changements en Antarctique sur le reste du monde reste une grande inconnue alors que la planète se réchauffe dans le futur", dit-il.

"Tester d'autres emplacements nous donnera une meilleure idée des zones que nous devons vraiment surveiller alors que la planète continue de se réchauffer."