Atmosphère… le climat révélé par les glaces

La destruction de la couche d’ozone

Depuis plus de 20 ans, à chaque printemps, une diminution très importante de la couche d’ozone se produit entre 14 et 22 km au-dessus de l’Antarctique. La quantité d’ozone peut baisser de 60 à 70 %. Ce trou de la couche d’ozone est causé par des réactions chimiques produites par des composés chlorés et bromés (CFC), issus des activités humaines.

Les CFC, fabriqués jusque dans les années 1990, notamment pour les réfrigérateurs, agissent comme des bombes à retardement. Ils atteignent la stratosphère en quelques années et libèrent le chlore et le brome qu’ils contiennent. En hiver, lorsque la température au-dessus des pôles chute à -90°C, le chlore est piégé dans des nuages de glace, formés par un vent froid très violent et tourbillonnant, le vortex polaire. Mais, au printemps, au retour du soleil, le chlore est libéré et détruit les molécules d’ozone.

Le protocole de Montréal (1987) vise à éliminer toutes les émissions mondiales de composés destructeurs de l’ozone. Les mesures effectuées actuellement par les chercheurs sont destinées à mieux comprendre comment les nuages stratosphériques entretiennent la formation du trou dans la couche d’ozone.

Vorcore

En 2005, une vingtaine de ballons-sondes pressurisés est déployée dans la stratosphère lors de la campagne Stratéole-Vorcore menée par le Cnes, le CNRS et l’Ipev, et soutenue par la NSF. Ces ballons de 10 m de diamètre sont équipés pour étudier le tourbillon polaire (vortex) ainsi que les liens entre la formation de nuages stratosphériques et la destruction de l’ozone. Survolant le continent antarctique pendant plusieurs mois, ils ont recueilli plus de 150 000 mesures.

Plus d’un siècle est parfois nécessaire à l’élimination de certains CFC. En 2006, la superficie du trou d’ozone était encore de 27 millions de km².

Dans l’Arctique, le réchauffement s’accélère

En Arctique, la température a augmenté de plus de 3°C au cours des 50 dernières années, soit plus de 3 fois plus vite que dans le reste de la planète. La fonte du pergélisol est notable. Déjà 2 millions de km² (soit 20%) sont très affectés, avec l’apparition de lacs et de marécages à la place du traditionnel sol gelé. La banquise arctique a reculé de 10 à 15% en trente ans et pourrait disparaître en été, d’ici 2040.

Dans le cadre du programme européen Damocles (Developping Arctic Modelling and Observing Capabillities for Long-Term Environmental Studies), la goélette Tara, prisonnière de la banquise, a mis moins de seize mois pour retrouver l’eau libre, contre presque trois ans pour l’expérience précédente par le norvégien Fridtjof Nansen en 1896.

Mais, par un mécanisme de rétroaction, le recul généralisé des surfaces blanches est à la fois cause et conséquence du réchauffement. En Arctique, lorsque l’enneigement diminue et que la banquise recule, l’albédo baisse : davantage d’énergie solaire est donc absorbée par la surface. Cela amplifie alors le réchauffement et déstabilise le rôle joué par l’océan Arctique sur les courants marins.

Le Groupe d’experts Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat (Giec), co-lauréat du prix Nobel de la paix 2007, a établi que d’ici à 2100, sur Terre, la température moyenne pourrait augmenter de 1,1 à 6,4°C, et le niveau des mers s’élever de 20 à 60 cm au-dessus de son niveau actuel, voire davantage. Dans les siècles à venir, cette élévation pourrait être de quelques mètres à cause de la dilatation de l’océan et de la possibilité d’une fonte partielle du Groenland.

La biodiversité menacée

Au nord comme au sud, les régions polaires abritent des espèces spécifiques qui ont su s’adapter au froid. Les chercheurs français suivent depuis plus de 50 ans une vingtaine d’espèces d’oiseaux (albatros, manchots, pétrels…) et de mammifères marins (éléphants de mer, phoques…) dans les Terres Australes et Antarctiques Françaises. Cette base de données ininterrompue fournit des informations sur la physiologie des animaux, leurs comportements et l’évolution de leur environnement. Équipés de balises Argos ou de puces électroniques, les animaux sont suivis par satellites.

Adaptées depuis des siècles pour résister à des conditions extrêmes, les espèces animales et végétales sont les premières victimes du changement climatique qui bouleverse leurs milieux et leurs cycles de vie. Tout est perturbé : l’habitat, l’alimentation, la fécondité, les périodes de reproduction…, sans compter que de nouveaux prédateurs s’imposent. Certaines espèces emblématiques sont particulièrement touchées : les ours polaires et les renards blancs, en Arctique ; le krill (sorte de crevettes), dans l’océan Austral dont dépend toute une chaîne alimentaire : otaries, manchots…

Le thermomètre pétoncle

Certains organismes permettent même de reconstituer les variations du climat. C’est le cas du pétoncle austral, mollusque proche de la coquille Saint-Jacques, dont les valves « enregistrent » les caractéristiques de leur environnement au cours de leur croissance. En la mesurant et en déchiffrant le message chimique contenu dans leur coquille, les scientifiques font de ces coquillages de très précieux assistants pour comprendre l’évolution de la planète.