Les glaciers d'Asie en perte de vitesse
Les glaciers qui recouvrent les montagnes les plus élevées du monde alimentent les fleuves d'Asie, ressources en eau pour plusieurs centaines de millions de personnes. Alors que la planète se réchauffe, il est important de comprendre comment ces glaciers répondent aux changements climatiques, pour mieux anticiper leur contribution future aux ressources en eau.
Trente années d'images satellitaires apportent un nouvel éclairage sur l'évolution de ces glaciers.
Une étude internationale impliquant des chercheurs des universités Savoie Mont Blanc, Strasbourg, Grenoble Alpes et Toulouse publiée dans la revue Nature Geoscience, s'est attachée à traiter plusieurs millions d'images satellites pour quantifier l'écoulement des glaciers des Hautes Montagnes d'Asie (HMA). Les résultats sont clairs, ces glaciers ont nettement ralenti au cours des deux dernières décennies.
Les montagnes qui encerclent le plateau tibétain (Himalaya, Karakorum, Pamir?) forment collectivement les Hautes Montagnes d'Asie et s'étendent de l'Afghanistan à la Chine en passant par l'Inde. C'est le plus grand volume de glace en dehors des régions polaires et ce réservoir permet de réguler les fluctuations du débit des cours d'eau, un rôle qui peut s'avérer crucial en périodes de sécheresse.
Les données satellitaires ont permis jusqu'à présent de documenter les changements de masse des glaciers des HMA sur les dernières décennies. De 2000 à 2016, la perte totale de masse de ces glaciers était de 260 Gt (giga-tonnes), l'équivalent de trois fois le lac Léman.
10 années de déplacement du glacier Baltoro (Pakistan) observées par les satellites (© NASA Earth Observatory/Joshua Stevens)
"Ce que l'on ne connaissait encore pas, c'est la façon dont les glaciers ajustent leur vitesse d'écoulement en réponse à cet amincissement. Le recul des glaciers dans les décennies à venir dépend de cet ajustement de leur dynamique.", nous explique Amaury Dehecq, auteur principal de l'étude menée au sein de l'Université de Strasbourg, de l'Université Savoie Mont Blanc, de l'Université d'Edimbourg et du NASA Jet Propulsion Laboratory (USA).
Amaury Dehecq et ses collègues ont analysé deux millions de paires d'images Landsat, des satellites de la NASA et de l'Institut Géologique américain (USGS), sur la période 1985 à 2017. Grâce à des techniques de corrélation d'image, ils peuvent suivre automatiquement le déplacement de motifs remarquables présents à la surface des glaciers, tels que les crevasses ou des blocs rocheux, entre deux images successives. Alex Gardner, chercheur au JPL, ajoute, ?Nous répétons cela des millions de fois, afin de réduire l'erreur de mesure et observer des variations de vitesse de l'ordre du mètre par an". Ces observations ont permis de montrer que les glaciers himalayens ont en moyenne fortement ralenti, avec des pertes de vitesse atteignant 37% par décennie, là où les glaciers s'amincissent le plus.
Les glaciers se forment par accumulation de neige en haute altitude, puis s'écoulent sous l'effet de la gravité vers les basses altitudes où ils fondent en raison des températures plus élevées. Le poids de la glace force celle-ci à glisser sur le socle rocheux et à se déformer, comme un fluide visqueux tel le miel, le long des pentes. Lorsque le glacier s'amincit et perd de la masse, le glissement et la déformation de la glace deviennent tous les deux plus difficiles, et le glacier ralentit. "Ce qui est fascinant dans cette étude c'est le lien fort entre l'épaisseur des glaciers et leur vitesse", nous dit Noel Gourmelen, de l'université d'Edimbourg, Ecosse, et de l'université de Strasbourg, France, et co-auteur de l'étude. "Les régions où les glaciers s'amincissent le plus sont celles où ils ralentissent le plus. Dans les rares régions comme le Karakorum ou le Kunlun où les glaciers sont stables ou s'épaississent, nos observations montrent que les glaciers ont légèrement accéléré."
Cette conclusion qui peut sembler intuitive ne faisait pourtant pas l'unanimité de la communauté scientifique. D'autres facteurs contrôlent également l'écoulement des glaciers, tels que la lubrification du socle rocheux par l'eau de fonte, qui permet au glacier de glisser plus rapidement vers l'aval, accentuant ainsi sa fonte. Les scientifiques connaissaient encore peu la contribution relative de ces différents facteurs. Cette nouvelle étude montre que l'épaisseur du glacier l'emporte largement sur les autres facteurs sur le long terme à l'échelle de grandes régions géographiques.
Le fait que les glaciers ralentissent signifie que le transport de glace vers les basses altitudes diminue et les glaciers ont tendance à rester plus haut en altitude, où les températures sont plus basses et la fonte réduite. Bien que les glaciers vont continuer à perdre de la masse avec l'augmentation des températures, cette perte de vitesse devrait permettre aux glaciers de se protéger quelques temps.
"Être capable d'observer ces régions difficilement accessibles depuis l'espace et sur de longues périodes de temps est extrêmement important pour comprendre l'évolution des glaciers. L'accessibilité aux images satellites telles que les images américaines Landsat et ASTER ou les données européennes Sentinel joue un rôle crucial dans cette mission d'observation." concluent les auteurs de l'étude.
Tendances de la vitesse et de l'épaisseur des glaciers dans la haute montagne d'Asie (2000-2016)
Photo du mont Everest (pyramide grise au centre) et du glacier du Khumbu, Népal. Credit : Patrick Wagnon
Contacts :
- Amaury Dehecq : <link>amaury.dehecq@jpl.nasa.gov
- Noel Gourmelen : <link>Noel.Gourmelen@ed.ac.uk
- Fanny Brun : <link>fanny.brun@univ-grenoble-alpes.fr
Référence article :
A. Dehecq, N. Gourmelen, A. Gardner, F. Brun, D. Goldberg, P. Nienow, E. Berthier, C. Vincent, P. Wagnon, E. Trouvé, "Twenty-First Century Glacier Slowdown Driven by Mass Loss in High Mountain Asia", Nature Geoscience, Dec 10 2018, doi:10.1038/s41561-018-0271-9
Cet article est le fruit d'une étude internationale impliquant des chercheurs de plusieurs laboratoires français : Laboratoire d'informatique, systèmes, traitement de l'information et de la connaissance (LISTIC, Université Savoie Mont Blanc/Polytech Annecy-Chambéry), l'Institut de physique du globe de Strasbourg (IPGS, Université de Strasbourg/CNRS), l'Institut des géosciences de l'environnement (IGE/OSUG, Université Grenoble Alpes/CNRS/IRD/Grenoble INP) et le Laboratoire d'études en géophysique et océanographie spatiales (LEGOS/OMP, Université de Toulouse/CNES/CNRS/IRD).