Glaciers : aperçu sommaire des connaissances les plus récentes.

Par MD

Les glaciers constituent une préoccupation ancestrale des populations. Dans les régions de montagne ils représentent une menace pour les villages de vallées lors des phases d’avancées. Au contraire leur recul réduit les réserves d’eau qu’ils recèlent et compromet l’alimentation des cours d’eau et des nappes. Outre ces évolutions de long terme, des évènements interannuels et saisonniers affectant les glaciers peuvent agir sur les équilibres hydrologiques, par crues ou asséchements. Les historiens du climat tels que Hubert Lamb ou Emmanuel Leroy-Ladurie ont retracé les allées et venues de ces monstres de glace, ainsi que les comportements magiques auxquelles naguère donnaient lieu leurs fluctuations : prières, processions et actions de grâce.
Le présent article fournit un aperçu sommaire des connaissances les plus récentes.

L’écrasante domination de l’inlandsis antarctique.

La présence de l’eau sur la terre sous ses différentes formes donne lieu à des estimations très approximatives, différentes selon les sources et parfois données avec des marges d’erreur considérables. On estime généralement son volume total à 1 380 millions de km3, dont 1 340 Mkm3 (soit 97%) dans les océans. Les eaux douces ne représenteraient donc que 40 Mkm3 (3%). Ces dernières seraient réparties entre : eaux de surface (lacs, cours d’eau et marais # 0,1 Mkm3), nappes souterraines (# 7 Mkm3), enfin glaces (calottes glaciaires et glaciers # 33 Mkm3). La répartition des glaces ci-dessous montre l’écrasante domination de l’inlandsis antarctique.

On s’intéressera ici aux seuls glaciers qui comme on le voit ne représentent qu’une fraction infime de la glace, et a fortiori de l’eau terrestre.

Répartition des glaciers sur la surface terrestre.

Une source d’information très complète est le Global Land Ice Measurements from Space initiative (GLIMS) auquel est associé le Randolph Glacier Inventory (RGI). Le RGI a répertorié plus de 200 000 glaciers qui se situent, soit dans les massifs montagneux de toutes latitudes, soit dans les régions de hautes latitudes y compris en bordure des deux inlandsis, comme le montre le planisphère ci-dessous.

Notons pour l’anecdote que l’Afrique ne possède que les glaciers du Kilimandjaro, qui ont surtout fait couler beaucoup d’encre.
Pour plus de commodité, les glaciers ont été répartis en 19 régions typologiques numérotées du nord au sud. Il en existe de nombreuses représentations graphiques. Celle-ci est empruntée à l’Open Global Glacier Model (OGGM).

Les superficies des glaciers et leurs altitudes sont de mieux en mieux connues grâce aux mesures satellites, qui permettent l’investigation des régions inaccessibles. Il n’en va pas de même de leurs épaisseurs et donc de leurs volumes, qui ne sont estimés qu’en utilisant un certain nombre de mesures directes et en les extrapolant par des « modèles ». Ces méthodes ont été développées notamment par une équipe suisse (Farinotti et al). Leur article de Nature Geoscience publié en 2019 est amplement cité dans la littérature. On dispose ainsi d’une table méthodique des 19 régions. Rappelons que les calottes polaires proprement dites (inlandsis) sont exclues de cet inventaire.
Les graphiques ci-dessous illustrent les répartitions en superficies et volumes. Pour ne pas surcharger les figures, on a regroupé les régions en neuf grandes entités géographiques.

Au total, on dénombre actuellement 215 000 glaciers, occupant une superficie de 705 000 km2 et dont le volume est estimé à 158 000 km3. Les glaciers circumpolaires sont très prépondérants.

Les glaciers de 19 régions : incertitudes et unités de mesure.

Le tableau publié par Farinotti et al. est reproduit ci-dessous (séparateurs en notation anglo-saxonne).

Sans analyser le tableau en détail, on peut déjà constater que les volumes estimés sont exprimés sous forme probabiliste : valeur centrale ± marge d’erreur. Un calcul simple montre que la marge correspond presque uniformément à V ± 26%, y compris pour le total ce qui suppose que les erreurs élémentaires se compensent. Il s’agit donc d’une incertitude quasi-forfaitaire. Par ailleurs, d’après le tableau, on peut calculer que l’épaisseur moyenne est de 225 m (de 50 m à 350 m selon les régions).
La colonne « sea level equivalent » (SLE) correspond à une unité de mesure devenue classique. Les chiffres (fournis avec la même marge d’erreur de ± 26%) correspondent à l’augmentation du niveau de la mer qui résulterait de la fonte totale de chaque ensemble de glaciers, région par région et pour leur totalité. Les calculs sont faits en considérant que la glace a une masse volumique de 900 kg/m3 et l’eau de mer 1,028 kg/m3. Connaissant le volume de glace et la surface des océans (363 millions de km2 ou 71% de la surface terrestre), on peut en déduire l’élévation correspondante du niveau de la mer. Une correction est toutefois apportée du fait que certains glaciers circumpolaires se trouvent déjà partiellement immergés : la colonne « below sea level » (BSL) en donne les pourcentages en volumes. Or la fonte de ces parties immergées ne changerait pratiquement rien au niveau marin.
Tous calculs faits, les auteurs en déduisent que la fonte totale (supposée) des glaciers entraînerait une augmentation de 32,4 cm du niveau des océans. La précision de tous ces chiffres est évidemment illusoire, mais elle est inévitable dans ce genre d’analyse.
On trouve par ailleurs une multitude d’autres données, surfaces en fonction des altitudes par tranches de 50 m (hypsométrie), imageries de synthèse (comme celle reproduite ci-dessous), etc.

En conclusion, on commence à disposer d’un important corpus de connaissances sur l’inventaire actuel des glaciers. Il ne faut cependant pas se dissimuler les nombreuses incertitudes qui subsistent, notamment sur les volumes de glace. Ces incertitudes sont notamment dues au fait que l’essentiel des glaciers se situe dans les zones circumpolaires, secteurs exposés à des conditions climatiques extrêmes, d’accès difficile ou impossible, et où les investigations terrestres ne peuvent avoir lieu que quelques mois dans l’année. Il en va de même des très hautes montagnes. Les archives concernant ces glaciers extrêmes sont pratiquement inexistantes car la glaciologie s’est surtout intéressée aux massifs montagneux les plus accessibles, qui ne représentent qu’une fraction réduite de l’ensemble.

L’évolution des glaciers.

Il est généralement admis que les glaciers sont majoritairement en période de recul depuis la fin du petit âge glaciaire. La quantification de ce recul en termes de volumes de glace est toutefois problématique. Le nombre considérable de glaciers, les difficultés d’accès, le manque de longues séries statistiques de relevés, et l’incertitude même sur les volumes actuels en rendent l’évaluation très incertaine. Certes, l’avènement des satellites et de moyens de calculs de plus en plus puissants ont permis des progrès importants en termes d’inventaires, mais ces derniers sont encore trop récents et trop imparfaits pour que l’on puisse en déduire des évolutions significatives. Les glaciologues en sont donc actuellement réduits à utiliser des modèles, basés sur des périodes d’observations relativement brèves et un petit nombre de glaciers, puis à appliquer ces modèles à l’ensemble des glaciers de la planète. En outre, les observations du passé ne portaient le plus souvent que sur l’évolution des longueurs des glaciers et non celle de leurs volumes, et il a été nécessaire de rechercher une corrélation entre ces deux grandeurs. C’est dire que les estimations publiées sont à considérer avec circonspection.
Le niveau de la mer est réputé être un instrument de mesure des variations du volume des glaciers. En effet, si l’on poursuit la logique des raisonnements et des chiffres précédents, une augmentation du niveau de la mer de 1 mm révélerait la fonte de 490 km3 de glaciers. Mais ce type de mesurage indirect est relativement aventureux. D’une part, les volumes des glaciers sont eux-mêmes très mal connus et les mesures du niveau marin entachées d’incertitudes. D’autre part et surtout, l’augmentation du niveau océanique (qui est observée depuis au moins un siècle et demi) résulte d’un ensemble de causes : effet stérique dû au réchauffement, fonte des calottes polaires, phénomènes tectoniques et volcaniques des profondeurs, etc. Il est hasardeux de discerner la part minoritaire prise par la fonte des glaciers au sein de toutes ces causes connues et inconnues. On ne compte plus les travaux scientifiques consacrés à de telles estimations : la dispersion des résultats montre bien la difficulté de l’exercice.
Quant aux pronostics « modélisés » des évolutions futures à long terme, ils sont aussi innombrables et incertains que les hypothèses sur lesquelles ils reposent. On les laissera de côté.

Conclusions.
Le domaine des glaciers, leur surface, leur épaisseur, leur volume, leurs évolutions saisonnière, décennale et séculaire restent encore largement à découvrir, même si les moyens modernes d’investigation et de calcul ont permis de progresser depuis quelques années. La place des glaciers dans les phénomènes planétaires globaux est relativement modeste. Dans les régions circumpolaires inhospitalières et souvent inhabitées, leurs évolutions semblent à première vue sans inconvénients pratiques. Il n’en va pas de même des glaciers de montagnes dont les fluctuations peuvent entraîner des conséquences notables sur la vie et l’économie des vallées et des plaines de l’aval, comme on l’a vu par le passé. Heureusement, tous ces phénomènes sont lents et progressifs. De plus le monde dispose maintenant de moyens technologiques infiniment plus perfectionnés que jadis pour les observer, les contrecarrer ou en atténuer les effets. Il faut surtout ne pas se tromper de cibles et se concentrer sur les situations locales. Il ne semble pas qu’on en prenne le chemin.

Appendice : les glaciers et le GIEC.
Les rapports du GIEC comportent certes de nombreuses informations sur le sujet (1 300 mentions « glacier » dans le dernier en date dit AR6). Mais la seule partie susceptible d’être lue par les dirigeants (et encore) est le « SPM » (summary for policy makers). Voici tout ce que nos « décideurs » sont autorisés à savoir (traduction de l’anglais). On en appréciera le caractère factuel et structuré…

L’influence humaine est très probablement la cause principale du retrait global des glaciers depuis les années 1990. Ce retrait qui affecte presque tous les glaciers du monde depuis les années 1950 est sans précédent depuis au moins 2 000 ans (confiance moyenne).

L’élévation du niveau de la mer pendant la période 1971-2018 est due (…) à 22% à la fonte des glaciers. Les fontes cumulées des calottes glaciaires et des glaciers ont été les contributeurs dominants de l’élévation du niveau de la mer pendant la période 2006-2018 (haute confiance).

Les glaciers des massifs montagneux et des régions polaires sont appelés (committed) à continuer à fondre pendant des décennies ou des siècles (très haute confiance). Des diminutions ultérieures sont projetées (projected) dans (…) les glaciers (…) (moyenne à haute confiance).

GIEC : Rapport AR6 : Résumé pour décideurs

Le style du GIEC est décidément inimitable.


A lire aussi :

Les glaciers, marqueurs des évolutions climatiques naturelles (mai 2020)

Ce que nous disent les glaciers qui fondent (février 2020)

Les glaciers de montagne à la sortie du petit âge glaciaire (octobre 2017)

Les glaces terrestres, la cryosphère (1/3)

Les glaces terrestres, la cryosphère (2/3)

Les glaces terrestres, la cryosphère (3/3)

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7 réflexions au sujet de « Glaciers : aperçu sommaire des connaissances les plus récentes. »

    • Cela fait partie des événements exceptionnels, pas forcément extrêmes. Ceux ci ont des probabilités d’occurrence comme par exemple pour les crues décennales, centennales, millénales. Il faut que je retrouve dans mes archives un inventaire des événements extrêmes historiques. Par exemple, parmi les événements pluvieux cévenols exceptionnels vous avez l’épisode récent qui a conduit à la catastrophe de Vaison-la-Romaine mais l’épisode de 1890 a été bien plus fort puisque il est tombé presque un mètre de pluie en qq jours à certains endroits. La rivière Ardèche faisait près d’un km de large en amont de Vallon-Pont-d’Arc et au Pont-d’Arc proprement dit le niveau de la rivière est monté de 17 mètres voire davantage si ma mémoire est bonne. Une chose est sûre, c’est l’implantation humaine croissante dans les vallées et non le climat qui est responsable des coûts monumentaux des événements récents, pas forcément extrêmes d’ailleurs.
      Il y a quelques siècles (j’ai oublié la date exacte), en Lorraine, des orages exceptionnels ont déposé plus d’un mètre de grêlons dans les prés où le bétail est mort de froid. Certaines années des siècles passés, les troupes pouvaient passer le Rhin à pied à cause de la sécheresse. Et ainsi de suite.
      Il existe de nombreuses publications scientifiques qui contestent l’augmentation récente des phénomènes extrêmes (cyclones, tornades, sécheresses), notamment aux US. Il faudrait que je les retrouve.
      Quand j’étais petit, dans mon petit livre de géographie du CE2, il était indiqué que les rivières du Gard pouvaient monter de 15 m en quelques heures. En ce temps là on apprenait des trucs à l’école.

  1. Une remarque à propos de la fonte des glaciers de bordure des inlandsis (40% du total). La fonte des glaciers continentaux se voit et peut se mesurer. Mais celle des glaciers de bordure de ces inlandsis me paraît difficile à mesurer puisqu’ils sont alimentés en permanence par la masse même de l’inlandsis. Ils devraient reculer plus difficilement. Donc comment évaluer leur fonte réelle par leur surface ? On sait d’autre part que leur vitesse d’avancement peut varier considérablement sans aucune référence au climat, simplement par l’effet plus ou moins lubrifiant des eaux de fonte canalisées dans les vallées sous-glaciaires qui peuvent de boucher (et faire “flotter“ le glacier), se déboucher, un peu comme dans un karst..

    Une deuxième remarque à propos des conclusions du GIEC sur l’élévation du niveau marin, due soit-disant pour 22% à la fonte des glaciers (quelle précision !). Les changements du niveau marin sont mesurés de deux façons, soit par les marégraphes, soit par télémétrie radar satellitaire. Il y a une grosse discordance (quasi du simple au double) entre les valeurs moyennes. Donc on peut déjà se demander si la mesure satellitaire (au millimètre près !) est vraiment fiable (notamment la stabilité de l’orbite du satellite qui dépend entre autres du champ de gravité dont on sait qu’il est plus ou moins “patatoïde“).
    Quant à la mesure par les marégraphes, elle dépend de deux paramètres, le niveau eustatique proprement dit et la valeur du couple subsidence/soulèvement qui est tectonique et propre à l’endroit où est situé le marégraphe. Comme on a deux variables indépendantes, on voit mal comment situer exactement la part de chacune. Il suffit déjà de comparer les pentes de variation du niveau marin en divers endroits des marges atlantiques ouest et est pour voir que la vitesse de montée du niveau marin varie du simple au triple selon les secteurs. Ce qui est évidemment attribuable aux variations locales de la vitesse de subsidence.

    Bref, tout varie et on a bien du mal à s’y retrouver dans tout ce bazar. Alors la précision du GIEC, on peut s’asseoir dessus sans aucune vergogne, à mon humble avis.

    Sur la “très haute confiance“ à accorder au dernier paragraphe cité du GIEC, ci-dessus, là on a le droit de carrément rigoler, connaissant ce qui est publié (mais non pris en compte par le GIEC). Le GIEC préfère se baser sur les modèles mathématiques dont les prémisses (notamment l’effet CO2) annoncent forcément les conclusions (raisonnement circulaire).

    Merci à MD d’avoir effectué cet inventaire.

  2. “”””””” Ce retrait qui affecte presque tous les glaciers du monde depuis les années 1950 est sans précédent depuis au moins 2 000 ans (confiance moyenne).”””””””
    2 239 ans exactement puisque Hannibal a traversé les Alpes en 218 avant Jésus Christ
    Fritz

    • Oui, effectivement… et depuis, Charles VIII en 1496, Louis XII en 1499, François Ier en 1515 à la veille de Marignan et, last but not least, le désormais 1er consul Napoleon Bonaparte en 1800, à la veille de l’empire et de la belle victoire de Marengo, toujours avec les exploits d’Hannibal en tête, les franchirent par différents cols : est-ce à dire que ces glaciers n’arrêterent pas d’avancer et de “reculer” tout au long de l’histoire ?

    • Et j’oubliais le 1er d’entre eux : César, en 58 av J.C., au début de la guerre des Gaules, dans un trajet inverse : décidément, un vrai “trottoir roulant” ces Alpes !

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