Le Groenland maigrit et sa calotte réagit aux changements climatiques plus fortement que n'importe quel autre coin du globe. Sous son bonnet de fourrure à la Davy Crockett et sa barbe givrée, Konrad Steffen ne cache pas son inquiétude. Voilà bientôt 20 ans que ce Zurichois de 57 ans, qui dirige aujourd'hui le CIRES à Boulder (Colorado), un des plus gros instituts de recherches en sciences environnementales du monde, a fait du Groenland son terrain de recherches. Comme nombre de glaciologues, il souhaite comprendre comment la cryosphère réagit à la fièvre climatique.
Les scientifiques y remarquent que la vitesse d'écoulement de la glace augmente fortement lors de la période de fonte, les mois d'été. Ils postulent alors que l'eau de surface, qui coule en de puissantes rivières nommées bédières, s'infiltre dans la calotte par des puits naturels appelés moulins, et finit par atteindre le socle rocheux, quelques centaines de mètres plus bas. Là, elle joue le rôle d'un lubrifiant entre le lit rocheux et l'épaisse couche de glace. Avec pour effet d'accélérer la ruée de la calotte vers la mer. «La vitesse de glissement, habituellement de quelques dizaines de centimètres par jour, peut jusqu'à doubler», précise le chercheur.
Ce phénomène de lubrification a été décrit sur les glaciers alpins au XIXe siècle déjà. Mais on était loin de penser qu'il pouvait aussi s'appliquer aux calottes polaires. Cette observation chamboule le grand tableau des changements climatiques. Dans le premier jet de son rapport publié en mars 2007, le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) estimait que le niveau des eaux augmenterait de 18 à 59 cm d'ici à 2100 suite à la fonte des glaces polaires. Plusieurs scientifiques, dont Steffen, se sont offusqués en soulignant que cette estimation n'incluait pas les calottes polaires. «Or les processus décrivant leur fonte sont encore si mal connus qu'il est impossible de déterminer la valeur supérieure de la fourchette.» Si les glaces du Groenland venaient à disparaître, c'est de 7 mètres que les mers augmenteraient, submergeant de nombreuses zones côtières habitées.
Couplées aux observations par satellites (GRACE ou ICESat), toutes ces stations ont permis aux chercheurs de se faire une image un peu plus précise de la dynamique des glaces du Groenland. Depuis 15 ans, la température moyenne en hiver y a ainsi augmenté de 5°C, et de 3°C au printemps et en automne. L'air, plus chaud, peut alors contenir plus d'humidité. Ce qui génère davantage de précipitations neigeuses au coeur de l'île. «Le sommet de la calotte, situé à 3030 m, croît de 5 cm par an. Le poids accru soumet alors les bords de la calotte à une plus grande pression latérale», précise Koni. Or, simultanément, ce réchauffement amplifie la fonte de la zone d'ablation, près des côtes. Les glaciers avancent plus vite et se fragmentent davantage en icebergs dans la mer selon un processus appelé «vêlage», qui correspond à une perte nette de glace. Le plus célèbre d'entre eux, le Sermeq Kujalleq (ou Jakobshavn Isbrae) a vu sa vitesse augmenter de 5,7 km/an en 1992 à 12,6 km/an en 2003. Autant dire qu'il progresse à vue d'oeil !
Pour livrer une vision générale de la situation, les scientifiques utilisent le terme de balance. «En 1990, le Groenland recevait 555 gigatonnes d'eau sous forme de neige, et en perdait 350 par la fonte et 200 à travers le vêlage des glaciers. La balance était donc quasi neutre. Aujourd'hui, la balance est négative : selon les estimations les plus courantes, la calotte perd chaque année 200 gigatonnes de glaces supplémentaires - soit deux fois l'équivalent du volume total des glaces des Alpes ! -, par un vêlage des glaciers accru autant que par une fonte qui s'amplifie.
Par ailleurs, la température moyenne de l'atmosphère augmentant, des flaques de plus en plus grandes se forment en surface. Or, même turquoises, elles sont plus sombres que la neige et absorbent ainsi davantage d'énergie solaire incidente. Celle-ci va faire fondre encore plus de neige et de glace. Tout est donc lié à l'eau qui s'infiltre dans la glace, la tempère, et la rend plus plastique.» De quelle manière ? «L'eau est plus lourde que la glace, et exerce sur elle une pression. Nous pensons qu'elle descend plus ou moins directement vers le sol, en petits escaliers. Ce qui justifierait de si brusques changements de la vitesse de glissement de la calotte durant l'été, la surface lubrifiée sous la glace pouvant ainsi être plus grande.»
En 2006, une équipe de l'Université de Washington a pu observer le processus en direct, non loin du Swiss Camp. Elle l'a décrit en avril dernier dans la revue Science. En quatre semaines, l'eau de fonte a rempli un lac de 4 km de long sur 8 m de profond. La pression du liquide sur la glace a fini par ouvrir d'énormes moulins. Le niveau du lac a alors baissé, d'abord à raison de 1,5 cm par heure, puis de plus en plus vite. En 90 minutes, 44 millions de m3 d'eau se sont engouffrés dans les brèches. Soit avec un débit de 8700 m3 par seconde - c'est plus qu'aux chutes du Niagara ! La calotte s'est soulevée de 1,2 mètre et a glissé de 80 cm. Les chercheurs estiment donc qu'en été le glissement de la calotte a augmenté de 48 % à cet endroit. Quant à l'impact à terme sur le niveau des océans : «Loin des 58 centimètres d'abord proposés par le GIEC, je pencherais pour une augmentation d'un bon mètre d'ici à 2100.» souligne Konrad Steffen.
