Quand le climat tombe à l’eau

Méliane Carrier-favreau

Étudiante à la maîtrise en sciences de la Terre

Quand le climat tombe à l’eau

Méliane Carrier-favreau

Étudiante à la maîtrise en sciences de la Terre

Lors de la dernière déglaciation*, la fonte des glaciers a formé des lacs glaciaires. Le drainage d’un de ces lacs aurait causé un refroidissement dans l’hémisphère Nord en ralentissant la circulation océanique. Aujourd’hui, la fonte du Groenland pourrait aussi affecter le climat. Toutefois, les modèles climatiques actuels ne permettent pas de prédire avec précision les conséquences de ces changements d’interactions océan-atmosphère. C’est donc en comprenant les changements climatiques du passé que les modèles peuvent être améliorés et que de meilleures stratégies d’adaptation aux changements climatiques peuvent être adoptées.

Le Groenland fond depuis au moins 1990 avec une perte de masse plus rapide de 2010 à 2019 et qui continue d’augmenter. D’ici 2100, cette fonte pourrait élever le niveau de la mer de 10,9 centimètres. Il est à noter que le volume d’eau douce délesté dans l’Atlantique Nord lors de la dernière déglaciation aurait causé une élévation d’environ 18,0 centimètres. Cet évènement aurait déclenché une période de refroidissement d’environ 160 ans. Même si les deux évènements ont le potentiel d’affecter le niveau de la mer de manière similaire, ils n’ont pas nécessairement les mêmes effets sur le climat ! Différents facteurs climatiques tels que la concentration de gaz à effets de serre peuvent également compliquer les interactions entre l’océan et l’atmosphère.

Le deuxième film d’Ère de Glace nous l’a bien illustré : lorsque les glaciers fondent, leur eau peut être accumulée en leurs marges et former des lacs. Leur accumulation est possible, car l’écoulement naturel des rivières vers l’océan est bloqué par le glacier. À l’est du Canada, c’est grâce à la fonte et au recul de l’Inlandsis Laurentidien* que le lac glaciaire Agassiz-Ojibway est né. Le glacier agissait comme barrage, ce qui a permis l’accumulation de son eau de fonte. Sa superficie totale était plus grande que la somme des Grands Lacs aujourd’hui. Le démantèlement du barrage glaciaire a libéré l’eau dans la Baie d’Hudson. Les archives sédimentaires* de l’Atlantique Nord témoignent de cet apport d’eau douce. Elles indiquent également que l’évènement a perturbé l’équilibre physicochimique en diluant l’eau salée, en plus de ralentir la circulation océanique et de halter la déglaciation6.

Une glace à contrecourant

Lors de la dernière déglaciation, tout comme aujourd’hui, les glaciers et la glace de mer fondent. Vous avez probablement déjà vu une photo d’un ours polaire à la dérive sur une petite plateforme glacée. Cependant, il y aurait eu une augmentation locale de glace de mer au nord de l’Atlantique suivant le drainage du lac Agassiz-Ojibway.

La formation de la glace de mer est liée aux variations des caractéristiques physicochimiques de l’océan. Avez-vous déjà essayé de rajouter de l’eau chaude à un bain trop froid seulement pour vous apercevoir que les deux eaux ne se mélangeaient pas ? Dans nos salles de bain comme dans l’océan, le contraste de densité des eaux empêche leur mélange. Aussi, plus l’eau est salée, plus elle est dense. Dans l’océan, la salinité augmente avec l’évaporation et la formation de glace de mer. Ainsi, les variations de température et de salinité divisent l’océan en plusieurs masses d’eau de différentes densités. Les eaux chaudes et plus douces flottent sur les masses d’eau froides et salées, lesquelles se dirigent vers le fond avant de geler. Ces masses d’eau froide circulent au fond de l’Atlantique et autour de l’Antarctique où elles se réchauffent, ce qui leur permet de remonter vers la surface dans le Pacifique. Elles retournent alors à leur point de départ en marge du Groenland. Ce tapis roulant marin est appelé circulation thermohaline d’après les facteurs qui le contrôlent, soit la température (thermo-) et la salinité (-haline).

Le drainage du lac glaciaire Agassiz-Ojibway aurait brusquement dilué les eaux salées de l’Atlantique Nord, diminué leur densité et perturbé leur descente vers le fond. Résultat ? Le tapis roulant perd de la vigueur et la circulation thermohaline est ralentie et affaiblie6. Les eaux froides restent à la surface et peuvent geler.

Quand l’océan veut changer d’air

L’augmentation de la formation de glace de mer refroidit l’air en empêchant le transfert de chaleur de l’océan vers l’atmosphère. Les différences de couleur entre l’océan et la glace entrainent un refroidissement. L’eau de mer est sombre, ce qui lui permet d’absorber plus de rayonnement solaire et de se réchauffer. La glace est blanche et reflète les rayons solaires vers l’espace; ils ne peuvent donc pas réchauffer l’eau. L’air au-dessus de la glace reste donc froid lorsqu’il y a plus de glace de mer.

Ce refroidissement local influence l’amplitude et la direction des vents, les précipitations et la température sur le continent. Ces effets sont plus importants près de la zone de fonte des glaciers et diminuent en s’éloignant. En 1980, et plus récemment en 2015, des vagues de chaleur importantes en Europe ont suivi des hivers où le nord de l’Atlantique était anormalement froid. Des modèles plus complexes auraient été nécessaires pour établir une causalité ou pour prédire des évènements similaires dans le futur. Vu la vulnérabilité de l’Europe aux vagues de chaleur, comprendre ces évènements est primordial.

Les modélisations climatiques des conséquences du drainage du lac glaciaire indiquent une diminution des précipitations ainsi qu’un refroidissement d’environ 3.3 °C autour du Groenland, de l’Amérique du Nord et de l’Europe. Ces changements étaient plus importants en hiver, ce qui permettait de produire plus de glace de mer. Pourquoi le même changement pourrait-il causer à la fois un réchauffement et un refroidissement en Europe ? L’amplitude et la durée des variations affectent les vents et les échanges de chaleur dans l’atmosphère. Des petites différences initiales peuvent donc mener à d’importantes variations finales. Une bonne compréhension des subtilités des paramètres impliqués dans ces systèmes est nécessaire pour les modéliser.

La fonte du Groenland causée par les changements climatiques d’origine humaine continue d’accélérer et produit chaque été une poche d’eau douce dans l’Atlantique Nord. Cette transition climatique complexe et unique est régie par des systèmes sensibles et difficiles à prédire. Bien que les causes des changements du passé aient été différentes, ils peuvent nous renseigner sur certains des changements à venir auquel nos communautés auront à s’adapter.

Lexique

Déglaciation :  La dernière déglaciation fait référence à la période où les glaciers ont passé de leur étendue maximale à leur état préindustriel. Elle était précédée par de nombreuses autres phases d’englaciations et de déglaciations. 

L’Inlandsis Laurentidien : Glacier qui couvrait l’est de l’Amérique du Nord lors de la dernière glaciation. 

Archives sédimentaires : Les sédiments accumulés au fond de l’océan contiennent des fossiles de microorganismes qui témoignent des conditions climatiques dans lesquelles ils ont vécu.

Découvre l'autrice

Méliane Carrier-Favreau

Méliane est étudiante à la maîtrise en science de la Terre à l’UQAM. Elle s’intéresse aux cycles glaciaires et sa recherche porte sur les variations de régimes sédimentaires dans le contexte de déglaciation du nord du Québec. Ses travaux rassemblent des méthodes de terrain traditionnelles et l’analyse technique de pointe, ce qui nourrit son intérêt pour la visualisation artistique des résultats scientifiques.

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