Mais pourquoi? Lorsque nous pensons à l’élévation du niveau de la mer, nous imaginons que les océans s’élèvent de manière uniforme. Mais la mer n’est pas comme un seau d’eau. C'est cahoteux et inégal. La gravité joue un rôle essentiel. L'eau est lourde. Et contrairement aux roches, cette énorme masse se déplace facilement. La glace fond, la neige et la pluie tombent, les rivières coulent, l'eau s'évapore et forme des nuages. Lorsque la glace fond, son poids se déplace de la terre vers la mer et vice-versa.

Notre nouvelle recherche, publiée dans Geophysical Research Letters , utilise des satellites de détection de la gravité pour suivre comment les changements dans le stockage de l'eau sur terre peuvent provoquer des fluctuations inattendues du niveau de la mer.

Au cours de ce siècle, la fonte rapide des calottes glaciaires et des glaciers de montagne a fait monter le niveau global de la mer d’environ 1,5 millimètre par an. La fonte des glaces a contribué à hauteur de 75 % à l’augmentation globale de la masse océanique. Les 25 % restants sont dus à des modifications du stockage de l’eau sur les zones terrestres libres de glace. Cela inclut les changements dans l'eau capturée dans les barrages, l'eau utilisée par les cultures et la végétation ainsi que l'extraction des eaux souterraines qui s'évaporent ensuite ou s'écoulent dans les rivières et finissent dans les océans.

Les changements locaux du niveau de la mer ne sont pas uniquement dus à la fonte des glaciers ou des calottes glaciaires. Tout changement dans la masse d’eau sur terre peut avoir le même effet. Lors de grandes inondations, la terre devient plus lourde, augmentant sa gravité et déclenchant une élévation locale temporaire du niveau de la mer. Pendant les sécheresses, la terre perd de la masse, la gravité diminue et le niveau de la mer local baisse.

Ces effets à court terme s'ajoutent à l'augmentation à long terme du niveau de la mer causée par la fonte du Groenland et de l'Antarctique et à la dilatation thermique due au réchauffement des océans dû au changement climatique.

Comment les échanges d'eau influencent-ils le niveau de la mer ?

Pourquoi le niveau de la mer local baisserait-il près de la côte de l’Antarctique si la calotte glaciaire fondait ? Tout cela est dû à la gravité.

Pensez à la taille de la calotte glaciaire de l’Antarctique, qui recouvre le continent et les mers qui l’entourent. Il mesure près de 5 kilomètres de haut à son point le plus épais et pèse la somme stupéfiante de 24 millions de milliards de tonnes. Une masse de cette taille exerce une attraction gravitationnelle sur l’océan voisin, rendant le niveau de la mer plus élevé que si elle n’existait pas. Mais à mesure que la calotte glaciaire fond, elle perd de la masse, ce qui affaiblit son attraction. En conséquence, la masse de l'océan est moins attirée par la glace et le niveau de la mer à proximité baisse, tandis que le niveau de la mer plus éloigné augmente.

L'eau est constamment échangée entre la terre et la mer. Cet échange – via les précipitations, les rivières et les eaux souterraines – modifie le niveau de la mer à distance, affectant les côtes bien au-delà du point d'entrée ou d'extraction. Ces fluctuations des niveaux d'eau suivent un modèle prévisible à mesure que la Terre tourne.

Cela signifie que l'élévation du niveau de la mer est différente d'un endroit à l'autre et d'un moment à l'autre, même si la glace fond régulièrement à cause du réchauffement climatique.

S'il y a un changement soudain dans le stockage de l'eau ou de la glace, cela peut profondément influencer les débits d'eau dans l'océan, déterminant où le niveau de la mer monte ou descend. Par exemple, à mesure que les calottes glaciaires de l'Antarctique et du Groenland fondent, le changement de gravité entraîne une baisse du niveau de la mer dans les océans polaires, tandis que le niveau de la mer augmente rapidement près de l'équateur.

Nos recherches ont montré que le pompage des eaux souterraines dans les régions libres de glace – les continents où la plupart d’entre nous vivons – peut, dans des endroits comme Koweït, masquer presque l’élévation prévue du niveau de la mer due à la fonte des calottes glaciaires. Mais dans des endroits comme New York, loin des intenses extractions d’eaux souterraines en Asie, l’élévation du niveau de la mer s’accélère.

De l'eau et de la terre

Dans les régions libres de glace, le niveau de la mer local est influencé par ce qui arrive à l'eau sur terre, que ce soit par les changements dans les lacs et les rivières, l'humidité du sol lors des sécheresses et des inondations, ou par l'extraction excessive des eaux souterraines.

Lorsque La Niña arrive dans l’est de l’Australie ou dans le nord de l’Amérique du Sud, ce cycle climatique entraîne souvent des pluies torrentielles, qui peuvent entraîner des inondations à grande échelle, des milliards de dollars de dégâts et des pertes en vies humaines. Mais La Niña peut aussi faire pencher la balance gravitationnelle vers la terre.

En 2010 et 2011, des épisodes consécutifs de La Niña ont fait tomber tellement de pluie sur les terres que le niveau de la mer a chuté d'environ 5 mm. Lors du triple La Niña de 2020 à 2023, les précipitations ont considérablement ralenti le taux d'élévation du niveau de la mer à l'échelle mondiale.

Cela réduit, quoique temporairement, l'élévation du niveau de la mer due au climat.

Et les eaux souterraines ? Dans la plupart des régions du monde, les efforts de développement et la croissance démographique ont entraîné une demande toujours plus grande en eau. Les régions de Chine et d'Inde extraient les eaux souterraines à un rythme combiné d'environ 37 milliards de tonnes par an, dépassant de loin les taux de reconstitution naturelle.

Cette surexploitation des eaux souterraines a contribué de manière substantielle, à hauteur d’environ 1 mm par décennie, à l’élévation globale du niveau de la mer. Mais paradoxalement, cela a provoqué une baisse locale du niveau de la mer, car nos activités industrielles déplacent la masse d'eau du sous-sol vers les fermes, puis vers la mer, via les rivières.

À mesure que les eaux souterraines s’épuisent, la terre perd de la masse et son attraction gravitationnelle diminue. Jusqu'à présent, cela a eu un effet bien plus prononcé sur le niveau de la mer local que l'élévation résultant de la fonte des glaces à distance.

Bien sûr, l’eau doit bien aller quelque part. L'utilisation non durable des eaux souterraines finit par provoquer une élévation du niveau de la mer ailleurs et s'ajoute à l'augmentation globale due à la fonte des calottes glaciaires et des glaciers de montagne.

Que nous réserve l'avenir ?

Nos recherches mettent en évidence une des raisons pour lesquelles certains d'entre nous n'ont pas encore constaté tous les effets du réchauffement climatique entraînant l'élévation du niveau de la mer :ils ont été masqués par l'extraction des eaux souterraines ou par des cycles climatiques tels que La Niña.

La surexploitation des eaux souterraines a ralenti en Chine en raison de changements de politique, entraînant une augmentation d'environ 21 milliards de tonnes d'eau dans ces régions depuis l'entrée en vigueur des changements de politique.

De manière perverse, cela entraînera une accélération locale de l’élévation du niveau de la mer, dans la mesure où l’extraction des eaux souterraines ne compensera plus l’augmentation due à la fonte des calottes glaciaires. Mais sur les côtes lointaines, la réduction du pompage des eaux souterraines ralentira la montée du niveau de la mer.

À l’heure actuelle, dans certains endroits, l’utilisation des eaux souterraines et d’autres changements sur les terres rivalisent avec l’impact des effets provoqués par les glaces. Les changements dans l'eau sur nos continents ont eu un impact significatif sur le niveau de la mer local.

Mais ces changements sont temporaires et d'ampleur limitée par rapport au plus important :la fonte accélérée des calottes glaciaires recouvrant le Groenland et l'Antarctique.