Transient AMOC weakening during overshoot warming masks committed Greenland ice sheet loss

La calotte glaciaire du Groenland est un vaste et ancien fleuve d'eau gelée, contenant assez de glace pour élever le niveau mondial des mers de plus de sept mètres si elle venait à fondre complètement. Depuis des décennies, les scientifiques savent qu'à mesure que la planète se réchauffe, cette immense calotte commence à perdre de la masse, principalement par la fonte de surface et le vêlage d'icebergs dans l'océan. Un objectif central de la politique climatique internationale est de limiter le réchauffement climatique bien en dessous de deux degrés Celsius par rapport aux niveaux préindustriels, avec une préférence pour 1,5 degré, afin de prévenir des changements catastrophiques. Cependant, les émissions actuelles suggèrent que le monde pourrait temporairement dépasser ces cibles avant que les efforts humains pour retirer le dioxyde de carbone de l'atmosphère ne ramènent les températures à la baisse. Ce scénario, connu sous le nom de « dépassement » (overshoot), soulève une question difficile : si la planète devient trop chaude pendant un certain temps puis se refroidit, la calotte glaciaire se rétablit-elle, ou les dommages sont-ils déjà faits ? La réponse dépend non seulement de la température moyenne du globe, mais aussi de la manière dont les océans et l'atmosphère déplacent la chaleur sur la planète, particulièrement dans l'Atlantique Nord.

Une équipe de chercheurs du Centre Bjerknes pour la recherche climatique en Norvège a étudié cette question en utilisant des simulations informatiques sophistiquées qui lient les modèles climatiques mondiaux à des modèles détaillés de la calotte glaciaire du Groenland. Leurs travaux se concentrent sur un mécanisme spécifique : la circulation méridienne de retournement de l'Atlantique, ou AMOC. Il s'agit d'un système massif de courants océaniques qui agit comme un tapis roulant, transportant l'eau chaude des tropiques vers l'Atlantique Nord et ramenant l'eau froide vers le sud. Les chercheurs ont découvert que, lors d'une période de réchauffement par dépassement, ce courant océanique s'affaiblit considérablement. Cet affaiblissement produit un effet de refroidissement surprenant et temporaire : il refroidit l'air au-dessus du sud du Groenland, ce qui ralentit la fonte de la calotte glaciaire dans cette région. Pendant un certain temps, cela crée une illusion de stabilité, masquant le fait que la calotte glaciaire est toujours vulnérable au réchauffement climatique sous-jacent.

L'étude révèle que ce refroidissement n'est qu'une pause, pas un remède. À mesure que le monde retire éventuellement le dioxyde de carbone et que les températures mondiales commencent à baisser vers les limites cibles, les courants océaniques retrouvent progressivement leur force. Une fois que l'AMOC revient à la normale, elle reprend le pompage de l'eau chaude vers le nord. Cela déclenche une accélération soudaine et rapide de la fonte dans le sud-ouest du Groenland, même si la température mondiale moyenne se situe désormais dans les limites de sécurité fixées par les accords internationaux. Les chercheurs ont observé que, dans leurs simulations, une fois que la circulation océanique s'est rétablie, la calotte glaciaire du sud-ouest du Groenland est devenue extrêmement sensible à la moindre augmentation de température supplémentaire. Une différence de seulement quelques dixièmes de degré dans la température finale stabilisée a suffi à faire passer la région d'un état de fonte lente à un état de perte rapide et engagée.

Cette réaction différée suggère que la calotte glaciaire ne répond pas immédiatement aux changements de température mondiale. Au lieu de cela, son destin est lié à la réponse plus lente et décalée de l'océan. Les chercheurs ont trouvé que, durant la phase de dépassement, l'affaiblissement du courant océanique a agi comme un bouclier, protégeant temporairement la glace de la pleine force du réchauffement climatique. Cependant, une fois que ce bouclier a été retiré lors du rétablissement des courants, la calotte glaciaire a été exposée à la chaleur accumulée des siècles passés. Les simulations ont montré que pour les trajectoires où le monde dépasse les cibles de température et compte ensuite sur l'élimination du carbone pour se refroidir, la calotte glaciaire du sud-ouest du Groenland peut ne pas se stabiliser quand le monde pense l'avoir fait. Au contraire, la déstabilisation est simplement reportée, émergeant des siècles plus tard lorsque la circulation océanique se rétablit.

L'étude souligne également que différentes parties du Groenland réagissent de manières différentes. Alors que le sud-ouest, dominé par la fonte de surface, a été temporairement protégé par les courants océaniques refroidissants, d'autres régions comme le sud-est n'ont pas bénéficié de la même façon. Dans le sud-est, l'affaiblissement des courants a réduit la quantité d'humidité atteignant la glace, entraînant moins de précipitations neigeuses. Ce manque de neige a compensé les bénéfices du refroidissement, ce qui signifie que, tandis que le sud-ouest a marqué une pause dans son recul, le sud-est a continué à perdre de la masse. Ce comportement asynchrone signifie que regarder la quantité totale de glace perdue ne suffit pas pour comprendre l'image complète ; la localisation spécifique et le moment des changements océaniques sont critiques.

Lorsque les chercheurs ont étendu leurs simulations de dix mille ans pour voir ce qui se passe à long terme, les conséquences de cette fonte retardée sont devenues claires. Dans les scénarios où la température mondiale finale s'est stabilisée à 1,7 degré Celsius, la calotte glaciaire a connu une élévation lente et de plusieurs mètres du niveau de la mer sur des millénaires. Cependant, dans les scénarios où la température finale atteignait 2 degrés Celsius, le résultat était radicalement différent. La calotte glaciaire du sud-ouest du Groenland a entamé un retrait généralisé qui a conduit à la perte de la quasi-totalité de la glace dans le centre du Groenland, contribuant entre 3,6 et 4,7 mètres à l'élévation du niveau mondial de la mer. Ce basculement spectaculaire s'est produit pour une très faible augmentation de la température finale, suggérant que le seuil d'instabilité à long terme dans cette région se situe très près des objectifs actuels de 1,5 à 2 degrés.

Les conclusions remettent en question une vision simplifiée des trajectoires de dépassement climatique, où le retour des températures mondiales à des niveaux sûrs est supposé stabiliser la calotte glaciaire. La recherche suggère que si la circulation océanique s'affaiblit considérablement pendant le dépassement, elle peut masquer l'étendue réelle des dommages subis. La calotte glaciaire peut sembler se maintenir stable pendant que les courants océaniques sont faibles, mais une fois que ces courants se rétablissent, la calotte glaciaire peut entrer dans un état de retrait irréversible. Cela signifie que la résilience de la calotte glaciaire du Groenland dépend non seulement de la température de pointe atteinte, mais aussi des changements transitoires de la circulation océanique et des rétroactions climatiques régionales qui surviennent en cours de route.

Les chercheurs soulignent que leurs résultats sont basés sur des simulations utilisant un modèle climatique spécifique qui montre un fort affaiblissement des courants océaniques. D'autres modèles prédisant un déclin plus faible de ces courants pourraient montrer un calendrier ou une intensité différents pour la réponse de la calotte glaciaire. Néanmoins, l'étude souligne un point crucial : l'interaction entre l'océan et la calotte glaciaire crée un délai complexe dans la réponse du système. Ce qui ressemble à un climat sûr et stabilisé à l'échelle humaine peut dissimuler un effondrement au ralenti qui ne deviendra visible que des siècles plus tard. L'étude conclut que comprendre l'avenir de la calotte glaciaire du Groenland nécessite une compréhension profonde de l'évolution des courants océaniques, car ces courants agissent comme l'interrupteur caché qui peut déclencher ou retarder la fonte des glaces.