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Recul des glaciers tropicaux : le glaciologue B. Francou nous explique

Situés dans une région aux conditions atmosphériques particulièrement instables, les glaciers tropicaux sont de puissants indicateurs de l’évolution du climat. Depuis un peu plus de 30 ans, les glaciers andins, de la Bolivie à la Colombie, subissent une fulgurante accélération de fonte. À quoi peut-on la relier ? Le réchauffement global de l’atmosphère est un état de fait, mais la température agit-elle directement sur la fonte des glaciers ? Le glaciologue Bernard Francou, spécialiste de la variabilité climatique tropicale, donne pour Futura-Sciences des éléments de réponse. 

Le glacier Antizana 15 (en photo ici), en Équateur comme le glacier Zongo, accroché sur un flanc du Huayna Potosi en Bolivie sont 2 glaciers tropicaux étudiés par le laboratoire mixte international Great-ice. Un vaste réseau de réseau d’observation des glaciers alliant mesures des variations annuelles des volumes glaciaires et mesures météorologiques a été mis en place. En parallèle des opérations de carottage sur des sites de haute altitude, favorables à la conservation de glace ancienne sont effectuées. Après analyse, ces carottes renseignent sur les climats du passé (paléoclimat). © Bernard Francou Le glacier Antizana 15 (en photo ici), en Équateur comme le glacier Zongo, accroché sur un flanc du Huayna Potosi en Bolivie sont 2 glaciers tropicaux étudiés par le laboratoire mixte international Great-ice. Un vaste réseau de réseau d’observation des glaciers alliant mesures des variations annuelles des volumes glaciaires et mesures météorologiques a été mis en place. En parallèle des opérations de carottage sur des sites de haute altitude, favorables à la conservation de glace ancienne sont effectuées. Après analyse, ces carottes renseignent sur les climats du passé (paléoclimat). © Bernard Francou

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Les glaciers tropicaux représentent moins d’1 % de la surface des glaces continentales. S’ils sont presque insignifiants du point de vue hydrologique de la planète, ils sont essentiels pour les habitants locaux d’une part et pour l’étude du climat d’autre part. Les glaciers andins représentent 99 % des glaciers tropicaux et subissent une accélération de fonte depuis 30 ans. Le chercheur Bernard Francou, spécialiste de la téléconnexion entre ces glaciers et le climat, détaille l'influence de ce dernier sur l'accélération de fonte. 

Futura-Sciences : Comment se passe l’étude des glaciers dans les Andes ?

Bernard Francou : Notre équipe a bien progressé. D’abord nous nous sommes organisés en Laboratoire mixte international (LMI) depuis 2011, une structure pilotée par l’IRD qui rassemble à présent environ 25 chercheurs, plus de la moitié venant des pays andins. Ce sont pour beaucoup des chercheurs et des enseignants-chercheurs qui ont fait leur thèse de doctorat avec nous, et qui appartiennent à présent à des universités et des organismes des pays andins, Bolivie, Pérou, Équateur et jusqu'à la Colombie, qui sont nos partenaires dans ce programme. Cette organisation nous donne plus de facilité pour gérer l’observatoire des glaciers andins tropicaux que nous avons mis en place peu à peu au cours de ces 20 dernières années. À travers ces glaciers surveillés en permanence, une douzaine à présent, nous fournissons des données sur l’évolution actuelle et passée du climat de la haute montagne tropicale. Ce travail d’observation se double d’un travail analytique, par lequel nous utilisons les glaciers comme des indicateurs fiables de l’évolution du climat dans cette région du monde, autrefois peu documentée à cette altitude (on travaille entre 4.600 et plus de 6.000 m). 

Que disent vos données ? 

Bernard Francou : Elles disent que les glaciers des Andes entre Bolivie et Colombie – qui regroupent, rappelons-le, 99 % des glaciers tropicaux de la Planète – ont perdu ces 30-40 dernières années 40 % à 50 % de leur surface et de leur masse. C’est une accélération remarquable de leur perte par rapport à la période précédente. Et ce coup d’accélérateur date de 1976.

Le glacier de Chacaltaya, situé en Bolivie, culmine à 5.350 m. À gauche, le glacier pris en 1994, au centre en 2000 et à droite en 2009. Le glacier a complètement disparu. © Bernard Francou
Le glacier de Chacaltaya, situé en Bolivie, culmine à 5.350 m. À gauche, le glacier pris en 1994, au centre en 2000 et à droite en 2009. Le glacier a complètement disparu. © Bernard Francou

Comment savez-vous qu’il y a eu récemment accélération du déclin de ces glaciers ?

Bernard Francou : Parce que nous nous sommes donné les moyens de les reconstituer dans leur surface et leur volume au cours des derniers siècles. Grâce à l’étude des dépôts qu’ils ont laissés derrière eux (des cordons morainiques très bien conservés en général), et aux datations qu’on a pu faire sur ces moraines, on sait que ces glaciers ont atteint leur plus grande extension du dernier millénaire entre 1600 et 1730.  On pouvait s’en douter, car les glaciers dans le monde ont connu une série de grandes crues entre le XIVe et le XIXe siècle, une époque que l’on appelle pour cela le Petit Âge glaciaire. On pense dans les Andes que cette crue a été possible grâce à une augmentation des précipitations de l’ordre de 20 % à 30 % et une plongée des températures de l’ordre de 1 °C par rapport aux moyennes du XXe siècle. Ce qui n’était pas attendu, en revanche, c’est que les glaciers ont commencé à régresser très tôt dans les Andes, en plein XVIIIe siècle, alors que, comme on le sait, la dernière grande crue du Petit Âge glaciaire date des années 1830-1850 dans les Alpes. Ce retrait précoce est lié à une baisse des précipitations jusque vers les années 1850-1880. Pour revenir à votre question, le recul le plus fort se concentre sur le XXe siècle et plus particulièrement sur la période postérieure à 1976.

Bilan de masse de quatre glaciers des Andes tropicales, Chacaltaya, Charquini et Zongo en Bolivie (16° S) et Antizana en Équateur (0° 28' S). On note que ces glaciers varient de façon quasiment similaire, les périodes d’accélération des pertes et les périodes d’atténuation correspondant. Ces à-coups sont liés à la variabilité du climat andin associée aux événements « Enso » (El Niño et La Niña). On voit cependant que les « petits glaciers » (Charquini, Chacaltaya, disparu lui en 2009) essuient des pertes beaucoup plus considérables que les « grands glaciers » (Zongo, Antizana). Cela s’explique par le fait que les premiers ont perdu leur zone d’accumulation permanente par suite de la remontée de leur ligne d’équilibre au voisinage de leur sommet. © Document Great Ice
Bilan de masse de quatre glaciers des Andes tropicales, Chacaltaya, Charquini et Zongo en Bolivie (16° S) et Antizana en Équateur (0° 28' S). On note que ces glaciers varient de façon quasiment similaire, les périodes d’accélération des pertes et les périodes d’atténuation correspondant. Ces à-coups sont liés à la variabilité du climat andin associée aux événements « Enso » (El Niño et La Niña). On voit cependant que les « petits glaciers » (Charquini, Chacaltaya, disparu lui en 2009) essuient des pertes beaucoup plus considérables que les « grands glaciers » (Zongo, Antizana). Cela s’explique par le fait que les premiers ont perdu leur zone d’accumulation permanente par suite de la remontée de leur ligne d’équilibre au voisinage de leur sommet. © Document Great Ice

Pourquoi 1976 ? 

Bernard Francou : C’est pour nous dans les Andes un point de rupture important. L’événement qui coïncide avec cette date c’est le début du réchauffement du Pacifique tropical central, un changement de phase pour cet océan qui va donner une intensité et une fréquence plus forte à des événements couplant l’océan et l’atmosphère que l’on appelle les phénomènes El Niño, dont on reconnaît de nos jours l’importance pour la planète toute entière. En effet, quand on met en relation les bilans de masse de nos glaciers et les anomalies de température de la surface de l’océan au centre du Pacifique (une région que les spécialistes appellent Niño4), on s’aperçoit qu’ils fondent davantage dans les mois qui suivent leur déclenchement. Les Niño sont suivis d’un échauffement inhabituel de l’atmosphère sur les Andes, mais ils peuvent être suivis également d’une baisse sensible des précipitations dans certains secteurs, précipitations qui viennent pour l’essentiel, ne l’oublions pas, de l’Atlantique via le bassin amazonien. Le mécanisme climatique qui affecte nos glaciers se transmet de façon complexe depuis le centre du Pacifique, il est plus net dans ses effets au niveau de l’équateur qu’en direction des tropiques, mais il est assez systématique pour qu’on le considère comme un « forçage » de premier ordre sur les glaciers andins tropicaux. Les anomalies froides associées à ce mode Enso (El Niño Southern Oscillation), connues sous le nom de La Niña, tendent à avoir les effets inverses : températures plus froides, qui dépriment la limite pluie-neige sur les Andes, et le plus souvent augmentation des précipitations sous l’effet d’une mousson amazonienne plus active.

Les Niña marquées ont donné un petit répit à la fonte des glaciers, cela s’est passé par exemple au tournant du millénaire, de la fin 1998 à mi 2001, ou lors des dernières années, en 2008-2011, où l’on a vu une petite avancée sur les glaciers observés en Équateur. Mais cet effet atténuateur sur la fonte est très temporaire, la tendance forte étant à la fonte accélérée, comme l’ont montré les années précédentes 2002-2006, cela en l’absence de Niño intense. Il faut préciser que cette date charnière de 1976 marque également le début du déclin de beaucoup de glaciers sur les massifs situés autour du Pacifique (Tien Shan, Rocheuses, certaines régions d’Himalaya, etc.), même si certains glaciers, plus éloignés du tropique, ont pu avoir une réponse différente à ce mode Enso, comme en Nouvelle-Zélande, en Alaska ou sur les grandes calottes des Andes patagoniennes.

Serait-ce que les glaciers des Andes tropicales sont plus dominés par le réchauffement du Pacifique tropical que par le réchauffement global ?

Bernard Francou : Tout se tient. Quand on regarde les courbes de la température mondiale publiées par le Giec, on voit bien l’inflexion de 1976, qui marque le début d’un réchauffement planétaire accéléré. Le Pacifique est un tel réservoir de chaleur, qui peut se dilater sur une surface considérable, équivalent à plusieurs fois l’Europe, qu’il peut à lui seul influencer le climat de la planète toute entière. Le basculement dans une phase différente du Pacifique depuis 1998, avec des événements Niño plus modérés et moins expansifs, et des Niña un peu plus fréquentes, n’a pas sensiblement ralenti la fonte des glaciers andins tropicaux, ce qui montre bien que le déclin de ces glaciers s’inscrit bien dans une évolution globale du climat.

Mesures en zone d'accumulation. À 5.400 m, sur le glacier Antizana, en Équateur, le glaciologue Bernard Francou évalue la densité de la glace et de la neige du carottage. © Bernard Francou
Mesures en zone d'accumulation. À 5.400 m, sur le glacier Antizana, en Équateur, le glaciologue Bernard Francou évalue la densité de la glace et de la neige du carottage. © Bernard Francou

A-t-on une idée du réchauffement de l’atmosphère sur les Andes centrales, et est-on sûr qu’il s’agit bien de la température qui est responsable de ce repli glaciaire ?

Bernard Francou : On manque de stations météorologiques assez nombreuses, d’assez bonne qualité et fonctionnant depuis assez longtemps, pour avancer un chiffre très précis pour la hausse de la température atmosphérique dans cette région du continent. Nos collègues nord-américains ont étudié près de 300 stations situées le plus généralement à moins de 4.000 m (rappelons que les glaciers sont en général au-dessus de 4.800 m), et ont montré une hausse assez homogène de la température, de l’ordre de 0,7 °C depuis les années 1950, le plus gros de cette hausse s’étant produit après 1976. Autrement dit, l’isotherme 0 °C moyenne serait montée en altitude de près de 100 m sur la zone andine centrale durant cette période. Comme la variation saisonnière des températures est très faible sous ces latitudes, cela veut dire que les températures ont pu devenir plus fréquemment positives (même faiblement) sur les régions basses de nos glaciers, affectant d’abord la phase des précipitations. Nos collègues qui travaillent sur la physique de la fonte de ces glaciers, en réalisant des mesures de bilans d’énergie, montrent bien que le lien entre la fonte et la température de l’air sur le glacier n’est pas direct. En effet, l’air, très peu dense à cette altitude (la pression est proche de 500 hPa à 5.000 m), ne peut pas s’échauffer suffisamment pour faire fondre la glace de façon efficace ; en revanche, légèrement positive, la température de l’air peut affecter la nature des précipitations. Avec plus de pluie ou de grésil à température de fusion tombant sur le glacier, le manteau neigeux a de plus en plus de mal à s’installer durablement. Du coup, le rayonnement direct du Soleil, très intense sous cette latitude, va pouvoir être absorbé massivement par la glace, amenant à des taux de fusion très importants. La dégradation de l’albédo de surface de ces glaciers, sans doute lié à un changement de phase des précipitations, a eu un effet majeur sur la croissance de la fonte. Pour ce qui est de la quantité des précipitations, de leur fréquence aussi, on voit bien qu’elles peuvent varier fortement d’une année sur l’autre, mais on n’observe pas entre la Colombie et la Bolivie de tendance nette se dessiner sur les dernières décennies, que ce soit vers une hausse ou une baisse. Cela renforce notre conviction que c’est bien la hausse de la température atmosphérique qui malmène les glaciers de la région. 

Si l’on met brutalement en relation ces deux chiffres : recul des glaciers de 50 % au cours des dernières décennies, et hausse des températures d’un peu moins de 1 °C, que peut-on attendre du futur de ces glaciers ? 

Bernard Francou : C’est en effet important de le savoir, ne serait-ce que parce que, localement, ces glaciers jouent un rôle important dans la ressource en eau : alimentation des villes, des périmètres irrigués et génération hydroélectrique. Nos études ont bien démontré la forte sensibilité de ces glaciers au réchauffement de l’atmosphère. Pour une hausse de 1 °C de la température, la ligne d’équilibre de ces glaciers (cette frange de bilan équilibré qui sépare la zone du glacier où la neige tend à s’accumuler au cours de l’année de celle où la fonte domine) tend à s’élever de l’ordre de 150 à 200 m. Si l’on regarde maintenant les projections que font les modèles du climat à l’échelle des Andes tropicales, on voit que la température pourrait monter de 3 °C à 4 °C d’ici la fin du siècle si les émissions de gaz à effet de serre continuent sur leur lancée actuelle. Les lignes d’équilibre étant actuellement entre 5.100 m et 5.400 m dans notre région d’étude, on voit qu’une telle hausse de température, si elle devait se réaliser, réduirait les glaciers aux dimensions de calottes sommitales, c’est-à-dire qu’ils deviendraient résiduels. Mais la question mérite d’être approfondie. À la demande de nos partenaires, nos travaux vont à présent s’intéresser davantage à ces projections, et l’on espère, grâce à des modèles robustes, parvenir à des prévisions fiables sur le devenir de ces glaciers.

On ne parle pas trop de ces questions actuellement dans les medias

Bernard Francou : On en parle plus qu’avant. Par ailleurs, la sortie du prochain rapport du Giec l’an prochain va remettre sur le tapis la question de la crise climatique. De notre côté, on vient de tourner un documentaire sur nos glaciers andins pour Arte et TV Canada qui sortira l’an prochain. 


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