Transition de l’Arctique : une menace supplémentaire pour les caribous ? (partie 2)

Publié le 07.09.2017

L’Arctique s’orienterait vers un climat majoritairement pluvieux à l’horizon 2100. Un tel changement aurait inévitablement de multiples et graves conséquences, notamment sur le système climatique global, mais aussi sur les populations de caribous de Peary déjà en situation de risque d’extinction élevé dans le Haut-Arctique.

Si l’Arctique se retrouvait à la fin de ce siècle sous des précipitations pluvieuses majorées d’au moins 15 % à 20 % – et même de 50 % ou plus sur certaines zones –, d’après l’analyse de chercheurs néerlandais (cf. partie 1), l’impact de ce bouleversement pourrait être multiforme et considérable, compte tenu des retombées en cascade qu’il engendrerait.

Les modifications du rapport pluie/neige altéreraient le régime hydrologique des cours d’eau arctiques et subarctiques, avec une fonte plus précoce et plus rapide du manteau neigeux au printemps, un ruissellement amplifié et avancé en été, ainsi que des crues éclair plus intenses. Cette augmentation du ruissellement, et donc du débit des cours d’eau, pourrait en outre influencer le climat global en réduisant la salinité de l’océan glacial Arctique, ce qui modulerait très probablement la circulation océanique thermohaline atlantique, élément de régulation climatique.

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Bureau de poste, Ny-Ålesund, Svalbard
Crédit photo : Godot13
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Une pluviosité accrue, en réduisant considérablement l’albédo de la banquise et du manteau neigeux saisonnier [1] – et donc celui des territoires recouverts de neige –, accélérerait le recul de la neige et de la glace. Neige et glace constituant des facteurs contrôlant le bilan énergétique planétaire, leur réduction influencerait également le climat en renforçant le réchauffement de surface. La hausse des pluies contribuerait par ailleurs à l’amplification du réchauffement climatique, en causant un dégel accentué du pergélisol corrélé à une libération intensifiée de méthane, gaz à effet de serre puissant. Elle pourrait enfin accélérer la vitesse d’écoulement de l’inlandsis et renforcer sa fonte, affectant ainsi le bilan de masse de la calotte glaciaire groenlandaise et donc le niveau marin global.

Plus localement, avec des précipitations pluvieuses en hausse, le risque de phénomènes de givrage – c’est-à-dire d’accrétion de glace – des infrastructures telles que les réseaux électriques ou les équipements utilisés par le transport aérien ou terrestre, augmenterait lui aussi, non sans conséquences économiques lourdes, ni danger pour les vies humaines.

La menace pèserait de surcroît sur les écosystèmes fragiles des zones polaires et subpolaires de cette région du monde. Combinées avec des épisodes météorologiques relativement plus doux, les pluies accrues pourraient modifier les successions de végétation des biomes de toundra et de forêt boréale [2], ainsi que la biodiversité, mais surtout poser de graves problèmes de survie à la faune.

Les observations suggèrent en effet que les pluies hivernales sont déjà en augmentation, entraînant un risque renforcé de phénomènes de « rain-on-snow » ou « pluie-sur-neige » aux hautes latitudes les plus septentrionales. La fréquence de ces phénomènes météorologiques dépend de deux facteurs principaux : la multiplicité des épisodes pluvieux, d’une part ; l’accumulation de neige et la persistance du manteau neigeux au sol en un lieu donné, d’autre part. Ces deux facteurs ont des tendances opposées aux moyennes latitudes, mais pas aux hautes latitudes [3].

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Motoneiges rentrant au coucher du soleil à Longyearbyen au Svalbard
Crédit photo : Svein-Magne Tunli
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Bien que les mesures soient rares et éparses, elles montrent néanmoins que les régions boréales et arctiques au climat sous influence océanique sont plus fortement touchées par ces phénomènes, en particulier dans les zones où un épais couvert nival recouvre un sol gelé en hiver ou en permanence (pergélisol), comme par exemple au sud de l’Alaska, au nord-ouest du Canada et en Scandinavie. Une étude de scientifiques américains révèle qu’au cours de la décennie 1980-1989, les territoires qui ont connu des phénomènes de « pluie-sur-neige » hivernaux significatifs (c’est-à-dire dépassant les 50 mm/an en moyenne, valeur susceptible d’avoir un impact sur les températures du sol) s’étendaient sur 8,4 millions de km2 [4]. Mais, dans l’hypothèse d’un scénario standard de changement climatique, la superficie affectée par ces événements hivernaux extrêmes progresserait de 40 % sur un siècle, pour atteindre 14,5 millions de km2 sur la décennie 2080-2089. Sporadiques, les phénomènes de « pluie-sur-neige » hivernaux exercent néanmoins une influence considérable sur la température moyenne du sol. Sous leur action, la température de surface du sol se réchauffe en plein cœur de la nuit polaire jusqu’à atteindre 0 °C, dans des zones où elle est habituellement largement en dessous du point de congélation (zones de pergélisol ou de gel saisonnier), conditionnant ainsi la survie du pergélisol [5].

Les pluies fortes, responsables d’événements de « pluie-sur-neige » importants, sont dommageables pour le pergélisol, mais les secteurs concernés sont restreints aux marges côtières [6] de l’archipel du Svalbard, de Russie orientale (territoires à l’est du fleuve Léna, y compris la péninsule du Kamtchatka), d’Alaska et du Canada occidental (à l’ouest du fleuve Mackenzie). Les phénomènes plus réduits en revanche sont préjudiciables à la faune herbivore, notamment les ongulés, et ce, sur toute la zone pan-arctique (arctique circumpolaire).

En effet, même si ces événements extrêmes sont exceptionnels, un seul d’entre eux, même faible, peut avoir des retombées catastrophiques pour ces espèces. Adaptées aux tempêtes de neige, elles sont en revanche affectées par la pluie. De nombreuses études ont déjà révélé le lien étroit existant entre les phénomènes de « pluie-sur-neige » et la mortalité à grande échelle d’ongulés spécifiques des hautes latitudes – rennes, caribous, élans et bœufs musqués – au Spitzberg, en Scandinavie, en Sibérie orientale, au Canada et au Groenland, ainsi que très probablement en Alaska, dans des territoires où troupeaux de rennes et de caribous constituent une part importante de l’économie pour les populations natives.

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Caribou du Svalbard
Crédit photo : Marius Fiskum
Domaine public

Ces phénomènes météorologiques provoquent en effet la formation d’une couche de glace, à la surface ou dans le manteau neigeux, le rendant glissant et potentiellement dangereux lors des migrations des troupeaux. D’autre part, en emprisonnant lichens, graminées et autres types de végétation riches en nutriments, la croûte de glace ainsi formée pose à ces herbivores des problèmes considérables d’accès aux sites de broutage hivernaux, pouvant aller, s’ils sont incapables de la pénétrer, jusqu’à la famine et la mort, et entraîner le déclin des populations. De plus, les températures sous-jacentes au manteau neigeux, plus chaudes, associées à l’eau de fonte accumulée, favorisent le développement de champignons et de moisissures qui obligent les troupeaux à quitter les zones d’alimentation ainsi affectées en quête de nouveaux sites. Cette dépense d’énergie supplémentaire accélère l’épuisement hivernal de leurs réserves de protéines et de graisses, accroît le risque de mortalité et d’avortement, et diminue le poids de naissance des faons. En outre, la recherche de fourrage sur d’autres îles pourrait être de plus en plus compromise par la disparition de la banquise qui jusqu’à présent permet aux troupeaux des mouvements interinsulaires.

Sur l’île Spitzberg, des chercheurs norvégiens ont étudié pendant 17 ans une sous-espèce de rennes spécifique du Svalbard (Rangifer tarandus platyrhynchus), plus petite que sa cousine européenne en raison de la rareté de la nourriture. Dans leur publication parue en 2012, les relevés du nombre de petits par femelle effectués entre 1995 et 2011 mettent en évidence de fortes fluctuations en lien direct avec les pluies hivernales. Le déclin de la population a été attribué par les scientifiques aux événements de « pluie-sur-neige » [7].

Dans l’archipel Arctique canadien, des scientifiques canadiens tiraient dès 1981 la sonnette d’alarme concernant le caribou de Peary (Rangifer tarandus pearyi), sous-espèce de caribou endémique de cet archipel et de la côte ouest du Groenland. Selon leurs estimations, la population du caribou de Peary, avait chuté entre 1961 et 1974 de 89 % (en moyenne sur toutes les îles), et ce déclin s’était poursuivi jusqu’en 1977 au moins. Cette sous-espèce, classée « en voie de disparition » dès 1979 [8], souffrait probablement de perturbations liées aux activités humaines, telles que le développement des activités industrielles, mais aussi un allongement de la durée de la chasse allié à une efficacité plus grande, en raison de l’emploi par les Inuits de nouvelles techniques de chasse (motoneiges et fusils plus performants). Mais ce déclin s’expliquait surtout par des perturbations climatiques, telles que des changements minimes dans le nombre de jours de gel ou la fréquence des tempêtes, aux lourdes conséquences sur la stabilité à long terme de populations déjà si restreintes.

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Caribou de Peary
Crédit photo :L. David Mech
Domaine public

Une autre étude canadienne publiée en 2017, confirme, grâce aux observations de télédétection, que les fréquences d’occurrence des événements de « pluie-sur-neige » hivernaux et de formation d’une couche de glace dans 18 îles de l’archipel Arctique canadien ont triplé entre les périodes 1979-1995 et 1996-2011. Les chercheurs établissent là aussi un lien direct entre ces phénomènes météorologiques et la réduction importante du nombre de caribous sur les trois dernières générations. Leur étude démontre encore une fois que 3 à 4 des événements de « pluie-sur-neige » hivernaux et 1 à 2 événements de givrage sur une seule saison sont suffisants pour avoir des conséquences désastreuses sur les caribous de Peary.

En 1980, la population de ce caribou était évaluée à 10 à 15 000 individus, 18 à 27 % de ces rennes vivant dans la partie occidentale des îles de la Reine Elisabeth, le cœur du stock « pur » de cette sous-espèce. Après les fortes pertes lors des hivers 1993-1994, 1998-1999 et 2002-2003, au cours desquels le nombre d’individus serait descendu à 5 400, la population du caribou de Peary serait cependant estimée aujourd’hui à 13 000 environ.

Mais qu’en sera-t-il demain ? Les observations actuelles indiquent que la transition est déjà en marche : les pluies hivernales seraient en augmentation, avec un risque multiplié d’événements de « pluie-sur-neige » aux répercussions plurielles. Or la fréquence de ces phénomènes devrait continuer de s’accroître et intéresser un plus large périmètre encore de l’Arctique. Ces événements extrêmes pourraient alors devenir le déterminant principal de la structure et du fonctionnement des écosystèmes arctiques. Des bouleversements dans les populations de caribous et dans leurs répartitions auraient un retentissement important sur différents plans car « cet animal joue un rôle central dans l’écologie des prédateurs et la structure des communautés végétales de l’Arctique, en plus de fournir des avantages socioéconomiques et culturels par le biais des activités de chasse de subsistance et de chasse sportive » [9].

Camille de Salabert, INIST-CNRS

[1] En renforçant la fonte du manteau nival et en favorisant l’accroissement de la taille des grains de neige, la pluie a pour effet de diminuer le pouvoir réfléchissant de la neige.

[2] Par exemple au Nunavik et au Nunatsiavut : « Le réchauffement et les changements dans les régimes des précipitations contribuent à une augmentation de la végétation ligneuse et à l’expansion de la limite des arbres vers le nord et en hauteur sur les versants ». (Rapport de Allard, M. et M. Lemay (2013). « Le Nunavik et le Nunatsiavut : De la science aux politiques publiques. Une étude intégrée d’impact régional des changements climatiques et de la modernisation », page 59.)

[3] Une étude de 2003 (troisième référence ci-contre) met également en évidence le lien entre la fréquence de ces événements climatiques extrêmes hivernaux et les phases positives extrêmes de l’Oscillation Nord-Atlantique ou NAO). Or, les phases positives de la NAO seraient appelées à se multiplier sous l’action du réchauffement climatique…).

[4] Un territoire deux fois plus grand cependant a connu lors de cette période au moins un hiver avec des « pluies-sur-neige » de 50 mm/an, ce qui atteste de la nature épisodique de ce type de phénomène.

[5] Si elle est en quantité suffisante, la pluie percole au travers de la couverture de neige et s’accumule au-dessous, la capacité d’infiltration du sol sous-jacent étant plus faible. À mesure que l’eau piégée à la surface du sol congèle, elle libère de la chaleur latente. En réchauffant ainsi aussi bien le sol au-dessous que la neige au-dessus, elle accélère la fonte du manteau neigeux et impose un maintien de la température du sol proche de la surface à 0 °C environ. Un événement unique de 50 mm de « pluie-sur-neige » en hiver a le même impact sur la température moyenne de surface du sol qu’une augmentation de 7 °C de la température atmosphérique moyenne hivernale. Lors de l’hiver 1996, des mesures réalisées au Spitzberg ont révélé que deux phénomènes isolés de « pluie-sur-neige » majeurs ont contraint la température du sol à rester à 0 °C tout au long de l’hiver, au lieu de -7 °C ou -8 °C habituellement.

[6] Marge côtière ou littorale : comprend la plaine côtière jusqu’au glacis pré-continental.

[7] Lire aussi à ce sujet l’article : Les rennes du Svalbard rapetissent en raison du réchauffement climatique.

[8] Aujourd’hui, cette sous-espèce est toujours classée « en voie de disparition » ou seulement « menacée », selon les classifications et selon les groupes. Trois groupes de populations se répartissent en effet géographiquement entre le Haut-Arctique (îles de la Reine-Elisabeth), l’île Banks et le Bas-Arctique (voir par exemple le profil de l’espèce dans la liste Registre public des espèces en péril).

[9] Rapport de Allard, M. et M. Lemay (2013). « Le Nunavik et le Nunatsiavut : De la science aux politiques publiques. Une étude intégrée d’impact régional des changements climatiques et de la modernisation », p. 259.

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