Innehållsförteckning för HS No. 309 från Science & Vie

Édito Plus de 200 m de haut, 90 m de large et 480 km de long, la muraille de glace et de magie de Game of Thrones, qui protège Westeros des contrées sauvages, symbolise pour certains notre tentative d’endiguer le dérèglement de la nature. “J’ai commencé l’écriture de Game of Thrones en 1991, avant que l’on parle du changement climatique. Mais il y a effectivement, dans un sens assez large, un certain parallèle”, dit l’auteur George R. R. Martin au New York Times en 2018. “Les habitants de Westeros se livrent à des batailles pour le pouvoir, le statut et la richesse. Et elles les occupent tellement qu’ils ignorent la menace de ‘l’hiver vient’, qui va potentiellement les détruire ainsi que leur monde.” Dans le sillage du succès de la…

On pourrait croire à des fibres observées au microscope, mais la réalité est bien plus impressionnante : il s’agit d’une photo du lac Baïkal prise en hiver. Ses eaux sont figées dans une glace cristalline qui craquelle par endroits. Ce lac sibérien, d’une superficie de plus de 31 000 km2 et classé au Patrimoine mondial de l’Unesco en 1996, contient près de 20 % de l’eau douce non glacée de la planète. Or, le réchauffement climatique couplé à la pollution chimique et plastique met en danger cet écosystème.…

Cette cryosphère – du grec kryos, froid – désigne toutes les masses gelées de la Terre, présentant de multiples formes selon les origines de consitution de la glace, sa composition, ou encore la zone concernée. Les plus grandes ressources en eau douce de la planète, dont dépendent plus d’un milliard de personnes, sont issues de la fonte des neiges et des glaciers de montagne (1). Liés au relief, ces derniers se sont formés suite à l’accumulation et à la compression de la neige. Au fil du temps, leur poids les entraîne vers le bassin-versant. À bien plus grande échelle, on trouve les calottes glaciaires (2) de l’Antarctique et du Groenland, qui sont à différencier de la glace de mer de l’Arctique. Les calottes sont en effet constituées d’une épaisse couche…

Combinée à la dilatation thermique de l’océan, la fonte des calottes glaciaires et des deux inlandsis – étendues de glace continentale de plus de 50 000 km² – situés au Groenland et en Antarctique a entraîné une hausse du niveau des mers. Celle-ci a été en moyenne d’environ 20 cm entre 1901 et 2018, d’après la synthèse du sixième rapport du Giec, publiée le 20 mars 2023. Cependant, bien que préoccupante, cette élévation du niveau de l’océan n’est que la partie émergée des conséquences climatiques de la fonte des calottes glaciaires. “Parmi ses effets plus indirects, la fonte des calottes glaciaires pourrait perturber la circulation océanique profonde et ainsi impacter le climat mondial”, avance Gilles Ramstein, directeur de recherche au Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE) à l’université…

Dans cette carotte de glace de 10 cm de diamètre, extraite au Svalbard (Norvège), se trouve une grande partie de l’histoire de notre climat. Les bulles d’air emprisonnées il y a des milliers d’années permettent de déterminer la composition en CO2, méthane (CH4) et protoxyde d’azote (N2O) de l’atmosphère passée. Les premières révélations de notre paléoclimat datent du forage de Vostok, en 1983. La carotte atteint 2 082 m et ouvre une fenêtre sur la dernière période glaciaire en remontant 140 000 ans en arrière. En 2007, un forage au Dôme C, situé en Antarctique près de la station scientifique Concordia raconte 800 000 ans de climat. Aujourd’hui, l’objectif est d’ouvrir une archive glaciaire vieille de 1,5 million d’années.…

Un pourcentage glaçant : 49 % des glaciers disparaîtront d’ici à la fin du siècle. Surtout lorsqu’on s’aperçoit qu’il correspond au scénario le plus optimiste, soit une hausse de la température moyenne de la Terre limitée à 1,5°C par rapport à celle de l’ère préindustrielle. L’étude publiée dans Science indique qu’avec 4°C, ce ne sont pas moins de 83 % à 90 % des 215 000 glaciers du monde qui auront fondu d’ici à 2100. Pour l’auteur principal de l’étude, le glaciologue David Rounce, “la perte de masse des glaciers est étroitement corrélée à la hausse de la température mondiale”. Ainsi, “chaque effort dans le sens d’une limitation de cette hausse pourra ralentir la fonte”. La recherche de ce professeur assistant à l’université Carnegie Mellon (Pittsburgh, États-Unis) repose sur l’évolution…

Cette langue de terre semblant sinuer sur l’océan est un des motus de l’atoll de Funafuti, capitale de l’archipel des Tuvalu. Ce petit État d’Océanie est en première ligne face à la montée des eaux résultant du réchauffement climatique. Les assauts répétés de l’océan Pacifique, à droite, pourraient avoir raison de cet atoll corallien, comme des huit autres qui composent l’État des Tuvalu, à tel point que le Programme des Nations unies pour le développement a classé Tuvalu comme extrêmement vulnérable. En 2021, lors de la COP 26 de Glasgow, Simon Koffe, le ministre des Affaires étrangères de Tuvalu, enregistre son discours, l’eau aux genoux, et accompagne l’image d’un message adressé aux États riches pour les inciter à agir : “Nous sommes en train de couler.”…

Banale, la molécule H2 O ? Détrompez-vous ! Des propriétés de cette petite molécule découlent les aspects les plus étonnants et cruciaux de sa phase solide. À l’origine des quelque 30 millions de km3 de glace constituant le volume de la cryosphère – c’est-à-dire l’ensemble des glaces à la surface du globe –, il y a une simple molécule : H2 O. Dans chaque molécule d’eau, deux atomes d’hydrogène sont liés de manière covalente – ils partagent une paire d’électrons – à un atome d’oxygène. Comme ce dernier est très électronégatif, H2O est une molécule polaire aux charges électriques inégalement réparties entre O (pôle –) et H (pôles +). L’eau liquide comme la glace doivent leurs propriétés mécaniques à l’établissement de liaisons faibles électrostatiques appelées “liaisons hydrogène” entre les atomes…

Bienvenue à Nantes-sur-Mer ! D’ici, l’hydravion est le moyen de transport idéal pour rejoindre les îles bretonnes. Ce scénario imaginaire provient du “passionné de cartographie” Perrin Remonté, qui a cherché à représenter la Bretagne sous 70 m d’eau. “Hausse théorique si tous les glaciers venaient à fondre”, précise la légende. L’auteur se défend toutefois de tout crédit scientifique, même si la conception relève d’un certain sérieux. “La carte est très basique et se veut sans prétention, reconnaît-il, l’idée était juste de montrer quelque chose de purement fictif !” Une fiction qui a le mérite de faire réagir les instances concernées, comme le Shom, le Service hydrographique et océanographique de la Marine. “Cela peut servir de prise de conscience”, explique ainsi Nicolas Pouvreau, expert niveau de la mer pour cet organisme,…

En ce mois de juin 2023, une vague de chaleur a déferlé sur la Sibérie : la ville de Kourgan, dans l’Oural, a ainsi enregistré 38,3°C. Début 2020, les températures avaient déjà dépassé les 38°C à Verkhoïansk, en République de Sakha, bien au-delà des moyennes enregistrées sur plusieurs années. L’organisation World Weather Attribution avait estimé dans un communiqué que les hautes températures subies par la Sibérie étaient “quasi impossibles sans le réchauffement climatique”. L’accumulation dans l’atmosphère de gaz à effet de serre, causée par les activités humaines, pourrait rendre ces événements extrêmes plus intenses et fréquents. Or, la température moyenne annuelle de la Terre est aujourd’hui de 1,1°C supérieure à celle de l’ère préindustrielle ; la zone la plus septentrionale de l’hémisphère Nord, elle, s’est réchauffée d’à peu près 4°C.…

Notre climatiseur va bientôt s’arrêter, au moment où l’on allume le chauffage. Ce climatiseur, c’est la banquise. Dite aussi glace de mer, il s’agit d’eau de mer salée congelée. Or, d’après une étude retentissante publiée ce mois de juin par une équipe de chercheurs de l’université de Pohang (Corée du Sud), la banquise d’été au pôle Nord disparaîtrait totalement dès les années 2030. Soit près de quarante ans plus tôt que les premières estimations du Giec, groupe en charge des études sur l’évolution du climat, établies à l’aube des années 2000. Ramenée aux années 2040 dans leurs derniers rapports, la date fatidique est donc à nouveau rabaissée de dix ans par cette nouvelle étude. “La banquise estivale est condamnée, quel que soit le scénario de baisse des émissions”, précise l’étude…

Quand un glacier recule, quand il fond, il laisse derrière lui des amas de roches, appelés moraines. Ces débris forment des barrages naturels qui retiennent l’eau de fonte du glacier dans une cuvette. S’il n’y a pas d’exutoire de type torrent en aval, l’eau s’accumule et un lac glaciaire se forme. “Ce type de lac est appelé proglaciaire ou périglaciaire, détaille Christophe Vincent, ingénieur de recherche CNRS à l’institut de recherche des géosciences et de l’environnement de Grenoble. Avec le recul des glaciers, il se forme ce type de lacs presque tous les jours sur Terre.” La plupart du temps, les lacs glaciaires, qui contiennent de quelques dizaines à quelques millions de mètres cubes d’eau, ne sont pas dangereux : ils se vident tranquillement. Toutefois, d’après une étude parue le…

Samedi 24 décembre 2022, les vacances de fin d’année battent leur plein. Pourtant, les stations de ski du Collet d’Allevard et du col du Barioz, en Isère, décident de fermer leurs pistes et leurs remontées mécaniques faute d’un enneigement suffisant. Un vilain cadeau de Noël. Une semaine plus tard, c’était au tour de celles de l’Alpe du Grand Serre et de Villard-de-Lans de prendre la même décision. Si la neige est finalement tombée en janvier, permettant aux skieurs de revenir sur les pistes, l’enneigement durant cet hiver 2022-2023 a été globalement très déficitaire. Au col de Porte, situé à 1 325 m d’altitude dans le massif de la Chartreuse et où l’épaisseur du manteau neigeux est mesurée depuis 1961, celle-ci n’a été en moyenne que de 14 cm entre le…

Cette climatologue s’apprête à laisser s’envoler vers l’atmosphère un ballon-sonde météorologique afin d’effectuer un relevé de température. La station météorologique de Tomtor, en Russie, est située dans une des régions les plus froides de Sibérie : la vallée d’Oymyakon en république de Sakha. Néanmoins, malgré une température moyenne assez stable sur l’année, la scientifique observe l’apparition de vents, des étés plus chauds et plus secs, l’absence de fleurs habituelles et des écarts de température anormaux sur certaines périodes.…

Un ours polaire piégé sur un minuscule morceau de banquise au milieu de l’océan Arctique ; un autre, décharné et à l’agonie, errant au milieu d’une végétation rase ; d’autres encore se rapprochant dangereusement des villes et se nourrissant dans les poubelles ou dans les décharges à ciel ouvert… Ces images ont fait de l’ours polaire un symbole du réchauffement climatique. Et effectivement, pour lui, la menace est immense. Ce gros carnivore se nourrit essentiellement de phoques qu’il chasse “au trou” : il attend patiemment qu’un phoque vienne reprendre sa respiration dans l’un de ces creux formés dans la glace pour l’attraper. Or, avec le réchauffement climatique, la banquise fond plus tôt chaque été et se reforme chaque hiver plus tard, ce qui raccourcit la période de chasse de l’ours…

“Nous ne connaissons rien de la biologie au pôle Nord”. Ainsi commence Romain Troublé, directeur général de la Fondation Tara Océan, à l’origine de la conception d’un navire inédit, Tara Polar Station, qui dérivera dans les glaces de l’océan Arctique dès 2025 et jusqu’en 2045, au cours de dix expéditions successives de dix-huit mois chacune. “Jusqu’à présent, les bateaux naviguaient durant les deux mois d’été pour réaliser des mesures physiques portant sur le tracé des zones maritimes ou sur des indicateurs climatiques, reprend Romain Troublé. Faire de la biologie s’inscrit au contraire dans le temps long.” Tara Polar Station, avec sa structure ronde et compacte en aluminium, a donc été pensée pour résister à la pression des glaces et aux températures qui descendent sous les – 40°C durant les nuits…

La fonte des glaces va entraîner une hausse importante du niveau de l’océan, menaçant de submerger les zones côtières de basse altitude. Or, 900 millions de personnes, soit 1 habitant sur 10 de notre planète, vivent dans ces zones côtières. Et certaines des plus grandes mégapoles y sont implantées : New York, Miami, Lagos, Alexandrie, Shanghai, Calcutta, Bangkok… Pour éviter qu’elles ne soient submergées par les flots, des projets – parfois pharaoniques : digues mobiles, murs anti-inondations, îles surélevées ou flottantes… – ont vu ou sont en train de voir le jour, et des solutions innovantes ont émergé. Mais cela suffira-t-il ? Rien n’est moins sûr… En février dernier, alors qu’il évoquait l’élévation du niveau de l’océan lors d’un conseil de sécurité des Nations unies, son secrétaire général António Guterres…

Commençons par un chiffre marquant : environ 75 % de l’eau douce dont nous disposons sur Terre est retenue sous forme de glace ; le reste circule dans les lacs, les cours d’eau et les nappes souterraines. “Les glaciers et les manteaux neigeux ont un rôle de tampon, observe Aude Witten, directrice générale adjointe du programme à l’agence de l’eau Adour-Garonne. Ces réserves sont relarguées de manière différée et alimentent les cours d’eau au printemps et en été.” Sur le Rhône, “les glaciers alpins contribuent jusqu’à 40 % au débit du fleuve en été, ils nous aident à passer les saisons chaudes”, complète Thomas Pelte, chef du service ressources en eau et milieux à l’agence de l’eau Rhône Méditerranée Corse. Pourtant, ce stock d’eau va s’amenuiser dans les décennies à…

Décembre 2018. Devant le parvis du Tate Modern, à Londres, des visiteurs déambulent autour de grands blocs de glace qui fondent au fil des jours et du temps qui passe. Cette installation créée par l’artiste danois Olafur Eliasson et le géologue groenlandais, Minik Rosing, s’intitule Ice Watch. Chaque bloc provient des eaux du fjord Nuup Kangerlua, au Groenland, et devient un témoignage grandeur nature des effets tangibles du climat au fur et à mesure du dégel de la glace.…