Les glaciers sont un indicateur sensible du changement climatique, pouvant être facilement observé. Quelle que soit leur altitude ou leur latitude, ils fondent à un rythme record depuis le milieu du XXe siècle. Pourtant, jusqu’à ce jour, les mesures de cette perte de glace n’étaient que partielles, et la compréhension du phénomène incomplète. Une équipe de recherche internationale dirigée par l’ETH Zurich et l’Université de Toulouse ainsi que le WSL a rédigé une étude exhaustive sur le recul mondial des glaciers, qui a été publiée le 28 avril dans Nature. Il s’agit des premiers travaux portant sur l'ensemble des glaciers de la planète (environ 220 000 au total) à l’exclusion des calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique. La résolution spatiale et temporelle est sans précédent et montre à quelle vitesse les glaciers ont perdu de leur épaisseur et de leur masse au cours des deux dernières décennies.

Hausse du niveau des mers et pénurie d’eau
La glace autrefois permanente a diminué en volume presque partout sur la planète. Entre 2000 et 2019, la fonte des glaciers du monde a atteint 267 gigatonnes (milliards de tonnes) par an en moyenne, ce qui correspond à une quantité d’eau qui submergerait l’ensemble de la Suisse d’une hauteur de six mètres chaque année.

Cette diminution de masse glaciaire a par ailleurs fortement accéléré au cours de cette période. Entre 2000 et 2004, les glaciers ont perdu annuellement 227 gigatonnes, mais entre 2015 et 2019, cette masse s’est élevée à 298 gigatonnes par an. 

La fonte des glaciers est à l’origine de 21 % de l’élévation du niveau des mers observée au cours de ces deux décennies, soit quelque 0,74 mm par an. Près de la moitié de cette élévation découle de la dilatation de l’eau lorsqu’elle se réchauffe, le tiers restant provenant de la fonte des calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique et des modifications du stockage hydrique terrestre.

Alaska, Islande et les Alpes en tête
Parmi les glaciers qui fondent le plus rapidement figurent ceux de l’Alaska, de l’Islande et des Alpes. Ceux de haute montagne du Pamir, de l’Hindu Kush et de l’Himalaya sont également fortement tou-chés. « La situation dans l’Himalaya est particulièrement inquiétante », explique Romain Hugonnet doctorant à l’ETH Zurich et à l’Université de Toulouse et au WSL, auteur principal de l’étude. « Pendant la saison sèche, les fleuves tels que le Gange, le Brahmapoutre et l’Indus sont alimentés en grande partie par les eaux d'origine glaciaire. Pour l’instant, cette fonte accrue fait office de tampon pour les habitants de la région, mais si le recul des glaciers himalayens continue de s’accélérer, les populations impor-tantes de pays comme l’Inde et le Bangladesh pourraient être confrontées à des pénuries d’eau ou de nourriture dans quelques décennies. » 

Les résultats peuvent maintenant être utilisés pour améliorer les modèles hydrologiques et faire des prévisions plus précises à l’échelle mondiale et locale, par exemple pour estimer la quantité d’eau de fonte des glaciers de l’Himalaya à laquelle on peut s’attendre au cours des prochaines décennies. 

Ralentissment en Groenland, Islande et en Scandinavie
À leur grande surprise, les chercheurs ont aussi identifié des zones où les taux de fonte ont ralenti entre 2000 et 2019, comme sur la côte est du Groenland, en Islande et en Scandinavie. Ils attribuent cette différence d’évolution à une anomalie météorologique dans l’Atlantique Nord qui a provoqué des précipitations plus importantes et des températures plus basses entre 2010 et 2019, freinant ainsi la perte de glace.

Les chercheurs ont également découvert que le phénomène connu sous le nom d’anomalie du Karakorum est en train de disparaître. Avant 2010, les glaciers de cette chaîne de montagnes étaient stables, voire dans certains cas en croissance. Pourtant, l’analyse a révélé que les glaciers du Karakorum perdent désormais eux aussi de la masse.

Des images satellites stéréo comme base d’étude
L’équipe de recherche a utilisé des images prises par le satellite Terra de la NASA, qui boucle son orbite autour de la Terre toutes les 100 minutes depuis 1999 à une altitude de près de 700 kilomètres. À son bord se trouve Aster, un outil multispectral doté de deux caméras qui enregistrent des paires d’images stéréo, permettant aux chercheurs de créer des modèles numériques d’élévation à haute résolution de tous les glaciers du monde. L’équipe s'est appuyée sur l’ensemble des archives Aster pour reconstituer des séries chronologiques d’élévations glaciaires, et ainsi calculer les changements d’épaisseur et de masse de la glace au fil du temps.

18 mois d’analyse
L’auteur principal, Romain Hugonnet, doctorant de l’ETH Zurich et de l’Université de Toulouse, a travaillé sur ce projet pendant près de trois ans et a passé 18 mois à analyser les données satellitaires. Pour les traiter, les chercheurs ont utilisé un superordinateur de l’Université du Nord de la Colombie-Britannique. Leurs résultats seront inclus dans le prochain rapport d’évaluation du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) des Nations unies, qui devrait être publié dans le courant de l’année. « Nos conclusions sont importantes sur le plan politique. Le monde doit vraiment agir maintenant pour éviter le pire scénario de changement climatique », déclare Daniel Farinotti, co-auteur, chef du groupe de glaciologie de l’ETH Zurich et de l’Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage WSL.

Les participants
Outre l’Université de Toulouse, l’ETH Zurich et le WSL, d’autres institutions ont participé à l’étude, notamment l’Université d’Ulster au Royaume-Uni, l’Université d’Oslo en Norvège et l’Université du Nord de la Colombie-Britannique au Canada (veuillez consulter l’étude pour une liste complète).

Hugonnet R, McNabb R, Berthier E, Menounos B, Nuth C, Girod L, Farinotti D, Huss M, Dussaillant I,  Brun F, Kääb A. 5 Accelerated global glacier mass loss in the early twenty-first century, Nature, online publiziert am 28. April 2021. DOI: https://dx.doi.org/10.1038/s41586-021-03436-z

Texte: Institut fédéral de recherches WSL