Les rivières atmosphériques font fondre l’Antarctique

Les plateformes de glace d’Antarctique collectent plus de 80 % de la glace provenant de l’écoulement des glaciers émissaires de l’Antarctique. Ces plateformes sont confinées dans d’immenses baies et, comme le bouchon d’une bouteille de vin mousseux, retiennent les glaces de l’Antarctique par frottement sur les bords et les hauts fonds. La désintégration de ces plateformes produit une accélération massive des glaciers qui l’alimentent : ceux-ci n’étant plus retenus, ils partent vers l’océan comme le vin mousseux s’enfuit après l’éjection du bouchon.

Au cours des dernières décennies, les désintégrations successives des plateformes Larsen A, Larsen B, et récemment de la plateforme Larsen C ont montré que la fonte en surface des plateformes était cruciale pour initier leur rupture. Après avoir saturé la neige de surface, l’eau s’écoule pour se rassembler dans des lacs et des crevasses. La densité du liquide étant plus élevée que celle du solide, une surpression se crée au fond de la crevasse, ce qui provoque son élargissement : on parle de fracturation hydraulique. Si la crevasse s’ouvre sur une grande épaisseur, la plateforme peut se rompre.

De nombreuses études s’étaient intéressées aux processus locaux permettant à la neige et la glace de fondre. Une rétroaction entre la fonte et l’albédo de la neige et le rôle joué par le réchauffement de l’air lors d’événements de foehn étaient connus. Pourtant, jusqu’à présent, personne n’avait cherché l’origine à grande échelle des événements météorologiques à l’origine de cette fonte. L’analyse précise de situations météorologiques associées à la fonte a ici montré l’importance des rivières atmosphériques dans son déclenchement.

Les rivières atmosphériques sont provoquées par des situations particulières où les dépressions sont bloquées dans leur rotation sur elles-mêmes et où l’humidité qu’elles transportent est contrainte à emprunter un « chenal atmosphérique » pour venir se déverser de façon intense et continue sur une zone spécifique plutôt que de façon diffuse sur une grande région. Ces rivières ont été largement analysées dans les régions tempérées où elles sont synonymes de précipitations et de crues extrêmes, mais leur étude était encore limitée en Antarctique.

Depuis 1980, les scientifiques surveillent l’ensemble des rivières atmosphériques de l’Antarctique de l’Ouest et de la péninsule Antarctique. Ils ont montré que la fonte de la grande plateforme de Ross est systématiquement déclenchée par l’arrivée d’une rivière atmosphérique. De même, ils ont constaté que des événements massifs de fonte pouvaient se produire en hiver sur les plateformes le long de la péninsule Antarctique et ont aussi démontré le rôle crucial des rivières atmosphériques dans leur initiation.

L’analyse a montré que la mise en place des rivières atmosphériques était associée à la présence d’anticyclones au large des côtes de l’Antarctique, qui empêchent la libre circulation des dépressions autour du continent, ce qu’on appelle une situation de blocage. Lorsqu’une dépression vient se bloquer contre cet anticyclone, en raison du sens opposé de circulation des dépressions et des anticyclones, l’humidité est contrainte de suivre un chemin unique, comme une pâte à pizza aplatie par deux rouleaux en rotation. L’humidité et la chaleur provenant des régions tempérées sont donc immédiatement acheminées vers une petite zone de l’Antarctique, provoquant des situations anormalement chaudes (+10 °C par rapport à la normale). Lorsque cette zone concerne une plateforme, l’apport de chaleur et l’important rayonnement des nuages dans les grandes longueurs d’onde provoquent la fonte de la neige et de la glace.

Les recherches ont montré que seuls les événements les plus chauds déclenchent aujourd’hui une fonte sur les grandes plateformes. Néanmoins, les rivières les plus chaudes ne sont seulement que 2 °C plus chaudes que les autres. Dans le cadre du changement climatique, le réchauffement au-dessus de la grande plateforme de glace de Ross devrait dépasser 2 °C. Dans ce cas, la majorité des rivières atmosphériques pourraient provoquer une fonte massive sur les plateformes, mettant en péril leur stabilité. La fréquence des rivières atmosphériques ayant aussi légèrement augmenté dans la région d’étude depuis 1980, il est aujourd’hui fondamental d’étudier plus précisément l’origine des situations de blocage qui les provoquent et d’analyser leur évolution dans un climat plus chaud.