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PREMIER BILAN SCIENTIFIQUE

PREMIER BILAN SCIENTIFIQUE

NOVEMBRE 2008

La dérive transpolaire de Tara dans le cadre de la mission Tara-Damocles a commencé le 3 sept 2006 par 80°N et 145°E. Elle s’est terminée le 21 janv 2008 par 74°N et 12°W.
Cette dérive a duré 507 jours. Tara a parcouru plus de 5 000 km, qui représentent à vol d’oiseau 2 500 km.

Au cours de cette dérive des mesures ont été effectuées dans l’atmosphère jusqu’à 2 000 m d’altitude, à travers la banquise, et dans l’Océan jusqu’à près de 4 000 m de profondeur. Des mesures du rayonnement solaire ont aussi été réalisées ainsi que des observations sur l’état de la neige et de la glace autour de Tara tout au long de la dérive. Aujourd’hui quel bilan tirer de la mission Tara Damocles ? D’une part, il faut noter que cette dérive de Tara se place à un moment où l’Arctique présente les plus fortes anomalies enregistrées depuis que l’exploration de cet Océan a commencé il y a plus de 100 ans.
Ensuite il ne faut pas oublier que cette dérive s’inscrit dans le cadre de l’Année Polaire Internationale. La dérive de Tara n’est pas un coup d’épée de Damocles dans l’eau de cet immense Océan Arctique.
L’Arctique, c’est un peu la boule de cristal des terriens, pour nous aider à mieux prédire la nature et l’amplitude des changements climatiques à venir. Nous pouvons d’ores et déjà affirmer que l’Océan Arctique est entré dans une mutation climatique profonde et irréversible.

Cette mutation est la première manifestation à grande échelle des changements liés à un accroissement sans précédent de la concentration des gaz à effet de serre. En ce sens l’Arctique est une sentinelle du climat. Il faut aussi retenir que la banquise est un paramètre très sensible aux changements climatiques. Cette sensibilité s’exerce à la fois de façon passive c’est-à-dire qu’elle subit les effets de réchauffement et de refroidissement qui lui sont imposés par l’Atmosphère et par l’Océan, mais aussi de façon active, c’est-à-dire qu’elle réagit et dicte sa loi en retour à la fois à l’Océan et à l’Atmosphère (pouvoir isolant et réfléchissant).
Une observation de l’état et de l’évolution de la banquise est donc riche d’enseignements.
C’est un guide irremplaçable pour évaluer nos capacités à mieux prédire le futur et plus généralement pour nous permettre de pouvoir anticiper plutôt que de se laisser surprendre par les grands bouleversements à venir. Tous les modèles prédisent que la disparition de la banquise en été va se produire avant la fin de ce siècle. Les observations effectuées avec Tara nous révèlent que tous les modèles sont beaucoup trop conservateurs et que la fonte de la banquise est bien plus rapide que prévue. Une majorité de spécialistes s’accordent à prédire la disparition de la banquise d’été d’ici 2020.

L’événement qui s’est produit lors de l’été 2007 avec un recul de la banquise sans précédent et totalement imprévu, a été un véritable électrochoc pour tous les experts qui travaillent en Arctique.
Précisément les 4 paramètres fondamentaux qui caractérisent la glace de mer en Arctique ont tous changé de manière impressionnante. L’extension de la banquise en fin d’été est le plus visible de tous ces paramètres avec un recul spectaculaire en septembre 2007 et également en septembre 2008.
Mais il faut y ajouter la vitesse de dérive de la banquise qui a pratiquement doublé, ce qui explique la fin prématurée de la dérive de Tara après 16 mois de dérive au lieu des 24 prévus.
L’épaisseur moyenne de la banquise a diminué de moitié. De 3 m, elle est désormais de 1.5 m en moyenne. Enfin l’âge de la glace a diminué notablement avec un recul très marqué des glaces pérennes, celles que les ours polaires affectionnent particulièrement.
Deux effets majeurs sont restés sous surveillance pendant toute la durée de la dérive de Tara. L’un s’appelle l’albédo et l’autre l’effet de serre. L’albédo est le pouvoir d’une surface à réfléchir la lumière du soleil. Une surface blanche a un albédo très élevé, proche de 1, c’est-à-dire qu’elle renvoie presque tout le rayonnement lumineux. La glace surtout recouverte de neige au printemps a un albédo très élevé de 0.9.
L’eau de mer, au contraire, a un albédo très faible. En captant le rayonnement solaire dans sa presque totalité, l’eau de mer transforme le rayonnement lumineux en chaleur. Ce qui est très efficace pour faire fondre la glace au fond et sur les bords des mares de fonte qui parsèment la surface de la banquise. En ce qui concerne l’effet de serre, c’est l’accroissement sensible de la concentration du gaz carbonique et du méthane dans l’atmosphère, lié aux activités humaines, qui est en grande partie responsable de ce que l’on appelle le réchauffement climatique.
Les pôles, comme les autres régions de la Terre, sont concernés par l’effet de serre.
La grande différence aux hautes latitudes c’est l’effet albédo qui amplifie les causes directes de l’effet de serre et cela à cause du contraste considérable entre la glace de la banquise et l’eau de l’océan. Nous pouvons ajouter que les observations conduites à partir de Tara nous ont permis de progresser sur des mécanismes fondamentaux impliqués soit dans la formation de la banquise en hiver, soit dans sa disparition en été.

En hiver, nous avons pu conduire des observations à la fois uniques et complexes sur la formation d’une nouvelle glace d’hiver, la glace de frazil, qui a la particularité de se former à une certaine profondeur dans l’Océan. Les premiers explorateurs avaient observé ce phénomène sans pouvoir l’expliquer.
En été, la fonte en surface de la banquise s’accélère à cause de la présence de plus en plus répandue des mares de fonte qui captent l’énergie du soleil pour la transformer en chaleur. Rongée par-dessus, par-dessous et latéralement, la banquise cède. En fin d’été, on voit le fond des mares qui se détachent des bords. Ces fonds de mare ont l’apparence du corail. C’est un fascinant spectacle que nous offrent la glace de corail en été et la glace de frazil en hiver. En été, nous avons pu observer à Tara l’effet prédominant des mares de fonte qui s’accumulent à la surface et s’approfondissent.
Désormais elles occupent en été la moitié de la surface de la banquise. A la fin de l’été les mares de fonte transpercent la banquise de part en part.
Ce phénomène est encore impossible à fixer sur la « pellicule » des caméras, radiomètres et photomètres embarqués sur satellites. Les images des satellites, ne rendent pas encore compte de ce phénomène qui s’annonce très critique pour le devenir de la banquise. Cette évolution de la banquise est aussi dictée par l’Atmosphère d’une part et l’Océan d’autre part qui interviennent sur deux plans. Le premier plan est vertical. Il dépend de la stabilité des différentes couches qui caractérisent ces deux milieux encadrant la glace et leur faculté à transférer verticalement de la chaleur.
Ces couches séparées par des interfaces agissent comme des barrières qu’il faut franchir pour qu’un effet de réchauffement se propage d’une couche à l’autre jusqu’à atteindre la banquise pour la faire fondre. Tara nous a permis de mieux observer ces transferts de couche à couche.
Le second plan est horizontal. Il caractérise la propension de l’Atmosphère et de l’Océan à transporter sur de longues distances des masses d’air et d’eau chaudes ou froides. Signalons à ce sujet les observations étonnantes faites à Tara qui ont révélée la présence de masses d’air de +11°C entre 800 m et 1200 m d’altitude en Juillet 2007 à environ 150 km du Pôle Nord.

Des hivers plus doux, des étés plus longs*. La tectonique des glaces et la dérive des glaces qui s’accélèrent. Les mares de fonte qui augmentent et transpercent la banquise de part en part. Les glaces qui rajeunissent au grand dam des ours polaires qui voient leur terrain de chasse fondre d’année en année et se font piéger en été.
L’effet de serre qui augmente et l’albédo qui diminue. Un vortex polaire de plus en plus perméable à l’entrée des dépressions à l’air chaud et humide. Quelles seraient les conséquences et les impacts d’une disparition de la banquise arctique en été dans un proche avenir ? Il y en a beaucoup mais en voici quelques unes :
- Une fonte accélérée des glaces du Groenland qui pourrait faire monter le niveau des océans
de 1m d’ici la fin du siècle.
- Cet afflux d’eau douce du continent vers l’Océan pourrait affecter la plongée des eaux refroidies et oxygénées vers les abysses de l’Océan et perturber les écosystèmes marins privés d’oxygène.
- Cet afflux d’eau douce pourrait aussi ralentir la montée des eaux du Gulf Stream vers
l’Arctique.
- Une fonte accélérée du pergélisol pourrait libérer des quantités considérables de méthane
actuellement enfouies sous le pergélisol de la Sibérie et ainsi augmenter la production de dioxyde de carbone par processus de biodégradation.

Nous pourrions assister à deux types de phénomènes ayant des effets opposés sur le climat. Les phénomènes à contre réaction positive qui amplifieraient le réchauffement climatique que l’on observe actuellement, principalement liés à l’accroissement de la concentration des gaz à effet de serre dans l’Atmosphère. Dans cette catégorie nous trouverions les effets directs liés à la disparition de la banquise en été et à la fonte du pergélisol, deux éléments principaux de la cryosphère arctique.
Les phénomènes à contre réaction négative qui tendraient à s’opposer au réchauffement climatique. Dans cette catégorie nous trouverions l’accélération de la fonte des glaces du Groenland qui provoquerait un afflux d’eau douce vers l’océan, ralentirait la montée des eaux du Gulf Stream vers l’Arctique et nous priverait de la chaleur transportée par ces masses d’eaux et transférée à l’atmosphère avant d’atteindre les côtes de l’Europe occidentale.

* La température moyenne cet automne 2008 dans l’Arctique se
situe 5°C au-dessus de la normale, un record, selon un rapport de
l’Agence américaine des océans et de l’atmosphère (NOAA).

par Jean-Claude Gascard, coordinateur du
programme scientifique européen Damocles

Tara 2006-2007

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