Satellites et sous-marins au chevet de la banquise arctique

Publié le 24.09.2009

Après les images satellite alarmantes de la fin de l’été 2007, dévoilant une étendue de banquise arctique plus réduite que jamais, des scientifiques américains publient cinquante ans de mesures de l’épaisseur de la glace marine. Des données cruciales pour tenter de connaître la réponse de la banquise au réchauffement climatique dans les trois dimensions de l’espace.

Les sous-marins qui croisent dans les eaux polaires de l’ocĂ©an Arctique sont Ă©quipĂ©s de sonars, instruments indispensables pour se dĂ©placer en toute sĂ©curitĂ© sous la banquise sans risquer une collision avec celle-ci. Mais ces sonars ont une autre utilitĂ© : combinĂ©s Ă  des capteurs de pression, ils permettent de mesurer le tirant d’eau de la glace de mer (hauteur immergĂ©e) et donc de calculer l’épaisseur de la banquise. Une information primordiale pour tout scientifique prĂ©occupĂ© par la santĂ© des glaces polaires, dont ont tirĂ© profit des chercheurs amĂ©ricains.

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Promenade sur la banquise le long des cĂ´tes de l’Alaska : pour combien de temps encore ?
CrĂ©dit photo : toddraden
Certains droits rĂ©servĂ©s : Licence Creative Commons

Les donnĂ©es dĂ©classifiĂ©es des opĂ©rations sous-marines de l’US Navy, qui se sont dĂ©roulĂ©es dans l’ocĂ©an glacial de 1958 jusqu’en l’an 2000, leur ont procurĂ© plus de quarante ans de relevĂ©s du tirant d’eau de la banquise, sur un secteur couvrant un peu plus du tiers de l’ocĂ©an Arctique. Un secteur gĂ©ographique certes restreint Ă  la partie centrale et Ă  la bande longeant les cĂ´tes de l’Alaska [1], mais qui permet aux scientifiques de complĂ©ter les donnĂ©es rĂ©centes d’altimĂ©trie laser du satellite ICESat de la NASA (voir encadrĂ©) et d’obtenir ainsi une cartographie de l’évolution de l’épaisseur de la banquise sur cinq dĂ©cennies.

Les dimensions de la banquise varient dans l’espace et dans le temps. D’étendue et d’épaisseur minimales à la fin de l’été, les glaces qui subsistent d’une année à l’autre (glaces pluriannuelles) occupent principalement la zone centrale de l’océan glacial, en étant particulièrement concentrées dans les eaux bordant les rivages septentrionaux de l’archipel canadien et du Groenland. En plein cœur de l’hiver, les glaces nouvellement formées (glaces jeunes) s’étendent vers la partie orientale jusqu’à recouvrir la presque totalité du bassin océanique, tandis que les glaces pérennes s’épaississent jusqu’à atteindre cinq à six mètres par endroits. Tel était, jusqu’à récemment du moins, le cycle annuel de la glace de mer dans cette région du globe.

De fait, ces dernières annĂ©es ont Ă©tĂ© marquĂ©es par une rĂ©duction massive de l’étendue de la banquise pĂ©renne estivale, donnant lieu, depuis l’étĂ© 2007, Ă  plusieurs pĂ©riodes d’ouverture inattendue du passage du Nord-Ouest Ă  la navigation [2].

Qu’en est-il de l’épaisseur ? Les donnĂ©es fournies par le satellite ICESat depuis son lancement en 2003 mettent en Ă©vidence un amincissement important de la banquise de l’ensemble du bassin arctique dans les annĂ©es 2000 et particulièrement depuis 2007. Les donnĂ©es sonar des sous-marins rĂ©vèlent que ce processus avait dĂ©jĂ  commencĂ© Ă  la fin des annĂ©es cinquante avec une ampleur insoupçonnĂ©e jusqu’alors.

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Carte topographique et bathymĂ©trique de l’Arctique
CrĂ©dit : Hugo Ahlenius, UNEP/GRID-Arendal
Source : UNEG/GRID-Arendal

L’amenuisement de la banquise a en effet Ă©tĂ© considĂ©rable au cours des annĂ©es soixante et soixante-dix, en particulier dans les parties centrales et orientales de l’Arctique oĂą les glaces ont perdu près de la moitiĂ© de leur Ă©paisseur ! Ralentie vers la fin des annĂ©es quatre-vingt dix, cette diminution s’accĂ©lère Ă  nouveau dans les annĂ©es deux mille, sans toutefois que la vitesse de disparition des glaces ne rattrape celle atteinte au dĂ©but des mesures. A l’échelle de l’ocĂ©an, les chercheurs ont calculĂ© qu’entre 1980 et 2008, la banquise d’hiver est passĂ©e d’une Ă©paisseur de 3,64 Ă  1,89 m, soit près de 50% de son Ă©paisseur. Au cours de la mĂŞme pĂ©riode, la banquise estivale a perdu, quant Ă  elle, 1,65 m, soit presque 60% !

Plus inquiĂ©tant encore : ce sont les zones de banquise ancienne qui sont les plus touchĂ©es. La disparition des glaces pluriannuelles n’est plus compensĂ©e par l’ajout de glaces jeunes ayant rĂ©sistĂ© Ă  la fonte d’Ă©tĂ©. Un phĂ©nomène en marche dès les annĂ©es soixante mais qui s’est fortement accru rĂ©cemment. DĂ©sormais la glace saisonnière surpasse la glace ancienne, recouvrant en hiver une superficie supĂ©rieure Ă  cette dernière et se substituant Ă  elle dans la partie centrale de l’ocĂ©an Arctique !

Si cette modification du cycle annuel de la banquise préoccupe les scientifiques, elle pourrait cependant réjouir les porteurs de projets d’exploitation des richesses pétrolières et gazières du fond océanique, devenu ainsi plus accessible.

Mesurer l’épaisseur de la banquise grâce aux satellites, est-ce possible ?

Oui, grâce Ă  la technique d’altimĂ©trie laser dont le principe est le suivant : un faisceau laser Ă©mis par un radar optique embarquĂ© Ă  bord du satellite mesure la diffĂ©rence d’altitude des surfaces de la banquise et de l’ocĂ©an. Celle-ci permet de calculer le « tirant d’air » de la glace de mer, c’est-Ă -dire la hauteur de glace Ă©mergĂ©e, une fois soustraite l’épaisseur du manteau neigeux qui peut s’y ĂŞtre dĂ©posĂ©. En fonction de la densitĂ© de la glace et donc de la proportion immergĂ©e, on peut en dĂ©duire l’épaisseur totale de la couche de banquise.

Voir le dĂ©tail de la mĂ©thode sur les sites :

Camille de Salabert, INIST-CNRS

[1]Les zones économiques exclusives des autres états côtiers de la région leur étant interdites.

[2]Voir Ă  ce sujet la brève « Arctique : avec ou sans glace ? La fonte de la banquise s’accĂ©lère... ».

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