Paul Pettré, Ingénieur en Chef Honoraire de Météo France, habilité à diriger des recherches (HDR), membre du conseil scientifique de l’association des climato-réalistes.
On sait que les carottes de glace de l’Antarctique permettent d’avoir une information sur les variations périodiques du climat de la Terre sur plus d’un million d’années.
Bien que les carottages de glace en Antarctique et au Groenland aient à peu près la même profondeur de l’ordre de 3000 m, la période obtenue au Groenland est d’environ 125.000 ans comme le montre l’interview de Claude Lorius et son commentaire sur la courbe du bas qui décrit l’évolution du climat de la Terre sur les derniers 100.000 ans.
Cette différence résulte du fait que le Groenland fond environ quatre à cinq fois plus vite que l’Antarctique, mais cette fonte est compensée en surface par les précipitations. Deux cent cinquante mille ans est au Groenland approximativement la durée d’un cycle de remplacement de la glace de la calotte glaciaire. En Antarctique la durée de ce cycle est de l’ordre d’un million d’années. Voir à ce sujet mon article : Contribution à l’Etude du Bilan de Masse et de la Fonte des Calottes Glaciaires, Antarctique et Groenland.
Contexte climatique
La présence de l’homme sur Terre est avérée depuis plus de 170.000 ans :
La grotte de Bruniquel, à Bruniquel, Tarn-et-Garonne, France, a livré des traces d’activité humaine en milieu souterrain datant de 176 500 ans AP. Elle a été occupée par l’homme de Néandertal qui y a construit une structure composée de près de 400 morceaux de stalagmites juxtaposés, alignés et superposés.
En Indonésie, une équipe internationale de recherche a daté une empreinte de main réalisée au pochoir. Cette peinture rupestre, retrouvée dans une grotte de la péninsule sud-est de Sulawesi, est âgée d’au moins 67 800 ans.
D’après Claude Lorius « il y a 100 000 ans, il faisait sensiblement la même température que celle que l’on rencontre aujourd’hui sur le globe. Et puis, il y a à peu près 60 000 ans, le climat s’est « subitement » dégradé, il a fait froid, il a même fait très froid aux alentours de -15 milles ans. Et puis « subitement », le climat s’est réchauffé « très vite » et à peu près il y a onze mille ans, le niveau des océans, par suite de la fusion de la glace qui a créé ce réchauffement climatique, le niveau des océans a monté d’environ 120 mètres et nous nous retrouvons dans l’époque actuelle. Voici les derniers millénaires. On retrouve à peu près la température qu’il y avait il y a 100 000 ans. ».
Claude Lorius utilise deux fois le mot « subitement » pour qualifier le refroidissement et le réchauffement du climat. D’après lui « le climat s’est réchauffé très vite il y a onze mille ans ». En effet, à l’échelle de temps du climat, le réchauffement dont parle Claude Lorius est relativement rapide puisqu’il s’est produit de 12.500 à 9.000 ans en arrière, soit sur 3.500 ans comme le montre la figure ci-dessous, après une période glaciaire d’environ 110.000 ans.
Le Dryas récent est une période de 1 200 ans allant de 12 850 à 11 650 ans avant le présent (calibré en années calendaires), soit une période de 10 900 à 9 700 av. J. -C. Elle représente l’ultime oscillation froide de la dernière période glaciaire et précède la période chaude actuelle de l’Holocène.
On observe d’après ces courbes la différence de température entre Vostok et Dome C, qui sont deux stations de l’Antarctique de l’est distantes de 1.440 km. On note également que la température au Groenland est plus élevée qu’en Antarctique et qu’elle varie beaucoup comparé à Vostok et Dome C. Ces observations relativisent le concept de température moyenne globale.
Pour vérifier ce que dit Claude Lorius et se faire une idée de la température qu’il faisait il y a 170.000 ans dans la région de Bruniquel, on ne peut se référer qu’aux données obtenues avec les carottes de glace en Antarctique. Il y a 170.000 ans, en Antarctique, le climat était glaciaire, mais il est possible qu’à cette époque l’hémisphère nord soit nettement plus chaud que le sud.
On note que pendant le Dryas récent il y a eu un réchauffement de 8°C sur 800 ans ce qui fait un taux de 0,01°C par an, ce qui n’est pas très différent du taux actuel d’après le GIEC. Ce réchauffement a été suivi par un refroidissement plus lent de 8°C sur 1600 ans.
Cependant, on peut estimer que le réchauffement global pour passer du climat glaciaire à l’interglaciaire a commencé il y a 18.000 ans alors que l’océan global était environ 145 m en dessous du niveau actuel. Le réchauffement global a été de l’ordre de 9°C sur 9.000 ans en incluant l’oscillation du Dryas récent.
Le point important souligné par Claude Lorius est que « à peu près il y a onze mille ans, le niveau des océans, par suite de la fusion de la glace qui a créé ce réchauffement climatique, le niveau des océans a monté d’environ 120 mètres ».
La figure ci-dessous montre le niveau global des océans sur les derniers cent quarante mille ans.
Le niveau des océans donne une indication sur la température moyenne globale de la Terre : plus les océans sont bas, plus il fait froid ; plus les océans sont haut, plus il fait chaud.
On peut interpréter cette figure de la manière suivante :
- Le dernier interglaciaire a duré environ 15.000 ans et la température moyenne il y a 130.000 ans était comparable à celle d’aujourd’hui ;
- Le dernier maximum glaciaire a été atteint il y a 18.000 ans et c’est à ce moment que le réchauffement a débuté et non il y a 11.000 ans. La température moyenne de la Terre il y a 18.000 ans était plus froide qu’aujourd’hui d’environ 9°C d’après ce qu’on a vu plus haut ;
- Pendant la période glaciaire d’environ 100.000 ans, le niveau des océans était en moyenne plus bas qu’aujourd’hui de 60m, mais on observe des variations importantes sur plusieurs millénaires d’au moins une dizaine de mètres, ce qui suggère des variations de température de l’ordre de plusieurs degrés Celsius ;
- Pendant la période glaciaire on observe une tendance générale à la baisse du niveau des océans, ce qui correspond à un refroidissement global jusqu’au dernier maximum glaciaire ;
- Le réchauffement global de 9°C sur 9.000 ans est, comme le dit Claude Lorius, la conséquence de la fusion de glace et pas l’inverse.
Interprétation de ces observations
On part du principe que l’échelle de temps du climat sur cette période de cent quarante mille ans est le millénaire et que seule la variation des paramètres cosmiques au sens de Milankovitch peut expliquer ces observations.
Les deux paramètres principaux à considérer sont l’inclinaison de l’axe de la Terre et la précession des équinoxes, mais on peut aussi penser à la vitesse de rotation de la Terre qui peut peut-être varier à cette échelle de temps.
Le cycle de l’obliquité a une période d’environ 41.000 ans, mais sa variation naturelle peut être modifiée par le déplacement du centre de gravité de la Terre puisqu’elle est due aux interactions gravitationnelles exercées sur la Terre par les autres planètes du système solaire.
Quand l’obliquité croît, chaque hémisphère reçoit plus de radiation du soleil en été et moins en hiver. On peut donc penser que le maximum glaciaire a été atteint quand l’obliquité était minimum.
L’obliquité terrestre varie entre 22,1° et 24,5° sur la période de 41 000 ans. On peut relier les minima de 71.000 et 18.000 ans aux minima de l’obliquité à 22,1° en tenant compte d’une certaine inertie du système climatique.
L’écart entre le maximum et le minimum de 2,4° est relativement faible, on peut donc penser que les variations observées du niveau des océans est due à une variation de l’obliquité résultant de la fonte ou du grossissement des calottes glaciaire ayant pour effet de modifier la position du centre de gravité de la Terre.
L’image ci-dessous montre l’étendue de la calotte glaciaire s’étendant sur les hautes latitudes de l’hémisphère nord à l’époque du dernier maximum glaciaire.
L’épaisseur de glace était très importante, de l’ordre de 4.000m pour la Laurentide. On comprend que la fonte presque totale de calotte glaciaire, aujourd’hui il n’en reste que le Groenland, explique l’élévation globale des océans de 120m.
Sur le réchauffement
Comme le dit Claude Lorius c’est « la fusion de la glace qui a créé ce réchauffement climatique ». C’est un problème de thermodynamique difficile à comprendre.
Intuitivement on peut penser que c’est le réchauffement global qui induit la fonte des glaces responsable de l’élévation du niveau des océans, mais c’est l’inverse qui est correct.
Dans une note précédente sur « l’avancée et le retrait des glaciers comme marqueurs du climat » j’ai expliqué sur la base du diagramme des phases de l’eau pourquoi la glace fond à partir d’environ -60°C à la base des glaciers ou des islandsis pour peu qu’il y ait une lame d’air suffisante, ce qui est manifestement toujours le cas.
Le processus de fonte à la base des islandsis est permanent quelques soient les conditions extérieures : le taux de fonte ne dépend que de la température de la glace et la quantité d’eau fondue est fonction de la surface de glace exposée. En ce qui concerne les islandsis, le grossissement ou la diminution de la masse glaciaire ne dépend que de l’apport de masse glacée en surface (Voir l’article cité plus haut).
L’Océan global est un système thermodynamique qui a une énergie interne. On connaît son enveloppe constituée par la croûte terrestre et la surface. On peut donc évaluer le bilan d’énergie qui doit être nul aux échelles de temps pour lesquelles on peut supposer que l’Océan global est en équilibre thermodynamique, ce qui est le cas pour l’échelle de temps de l’ordre du siècle, mais pas à celle du millénaire.
En fondant, les masses glaciaires apportent de la masse à l’Océan global, donc de l’énergie en raison de « l’équivalence masse-énergie « , mais à cette énergie de masse il faut ajouter l’énergie cinétique variable en fonction de la latitude qui résulte de la rotation de la Terre autour de son axe.
Pendant la période glaciaire les islandsis augmentent de volume jusqu’à un maximum. Pendant la transition vers l’interglaciaire, l’apport de glace en surface ne compense pas la fonte à la base et le volume de l’islandsis diminue. Ce processus est très lent, mais il y a un transfert de masse de l’islandsis vers l’océan global, ce qui revient à un transfert d’énergie au profit de l’océan qui explique le réchauffement climatique : en thermodynamique la température est définie comme une fonction croissante du degré d’agitation thermique des particules qui est plus élevée pour l’eau liquide que pour la glace.
Conclusion
Cette analyse suggère l’importance du rôle joué par l’échange de masse entre les calottes glaciaires et l’océan, ce qui cause, à l’échelle du millénaire, le réchauffement ou le refroidissement climatique. Les masses de glace des islandsis sont positionnées géographiquement ce qui modifie sensiblement la position du centre de gravité de la Terre. Cela a pour effet d’augmenter ou de réduire l’obliquité de la Terre elle-même responsable du contraste des saisons dans les latitudes moyennes.
Annexes
Le transfert des masses de glace vers les océans dans le processus de fonte induit un réchauffement global de la Terre (cf l’aticle publié par la revue Nature (Climate snapshots trapped in ancient ice tell a surprising story) le 18 mars 2026.
Sur les températures paléoclimatiques du Dryas-récent voir : wikipedia
Sur le niveau de l’océan global voir larticle de Olivier Berruyer : Climat : Conséquences – Les Océans
Sur les islandsis au dernier maximum glaciaire voir : wikipedia