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Les montagnes et glaciers

La fonte des glaciers est souvent présentée comme l’emblème du changement climatique. Mais n’ont-ils pas toujours avancé et reculé au gré des temps ? Sont-ils voués à disparaître de nos montagnes ?


Ce qu’il faut savoir sur… les montagnes et glaciers

Un glacier se forme grâce à la neige et au givre tombée sur sa surface ou apportée par le vent, des avalanches ou coulées provenant des parois qui le dominent. La zone où se produit principalement ce phénomène est appelée « zone d’accumulation ». Elle se situe dans la partie haute du glacier. Dans les Alpes, on l'atteint vers 3 000 m d'altitude, alors que, dans les Andes ou l'Himalaya, il faut aller la chercher à plus de 5 000 m. A l’inverse, plus bas, dans la zone dite «d’ablation», les processus de fonte et de sublimation – c’est-à-dire le passage direct de la neige (solide) à un état gazeux – sont majoritaires. Lorsque l’ablation est supérieure à l’accumulation à l’échelle du glacier, celui-ci recule.

La fonte n'est pas seulement la conséquence directe d'une température plus élevée. Elle résulte d'un processus complexe, dans lequel entrent en jeu la température et l'humidité de l'air, le rayonnement solaire, le couvert nuageux, le vent, mais aussi le pouvoir réfléchissant du glacier lui-même, la conduction de la chaleur dans le sol… Un glacier vit ainsi sous l'influence directe du climat, qui modifie sa longueur, sa surface et son volume.

Quel constat ?

Au cours des millénaires et des siècles passés, les glaciers n'ont cessé d'évoluer, changeant de volume, de forme, de couleur, avançant ou reculant. Ces évolutions, parfois considérables, sont étroitement liées aux fluctuations du climat. Alors que l'âge de la Terre est de 4,5 milliards d'années, les premiers glaciers sont apparus dans l'hémisphère nord il y a 7 millions d'années. Depuis lors, les périodes chaudes et froides ont alterné, entraînant les glaciers dans une valse ininterrompue.

Mais, du fait de l’augmentation des gaz à effet de serre qui réchauffent l’atmosphère depuis la révolution industrielle au 19e siècle, les glaciers connaissent aujourd’hui un retrait d’une vitesse sans précédent ! Ils sont en recul dans presque toutes les régions du globe. Ce retrait s’est accru depuis les dernières décennies.

Les glaciers situés dans des régions tropicales, comme dans les Andes en Amérique latine (99 % des glaciers tropicaux de la planète), figurent parmi les plus touchés. En effet, le réchauffement atmosphérique est particulièrement marqué à ces latitudes et à des altitudes de plus de 5 000 mètres. En Colombie, Équateur, Pérou, Bolivie, les chercheurs ont mesuré une diminution de la surface des glaciers de 30 à 50 % depuis la fin des années 1970. Les scientifiques n’ont pas observé de changement concomitant dans les précipitations. En revanche, la température atmosphérique a augmenté de 0,7 °C dans les Andes depuis cette période marquée par un développement industriel accru dans le monde.

visuel montagne

Les scientifiques relient ainsi le recul généralisé des glaciers andins à ce réchauffement, même si à pareille altitude, ce n’est pas +0,7 °C qui fait fondre la glace. Mais la hausse de température tend à élever la limite de pluie/neige et réduit à terme le manteau neigeux du glacier. Or, sans ce manteau qui se transforme par la suite en glace, le glacier fond à vue d’œil. Une situation de plus en plus fréquente ces dernières décennies, comme en témoignent les chercheurs.

Le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) prédit un réchauffement exacerbé dans les Andes au cours des prochaines décennies. Si ces prévisions se réalisent, la plupart des glaciers andins auront disparu d’ici à la fin du 21e siècle, comme le Chatalcaya en 2010, qui abritait la plus haute piste de ski du monde à 5 300 mètres et approvisionnait pour une petite partie en eau la ville de La Paz, la capitale bolivienne.

Dans la chaîne de l’Himalaya en Asie, les glaciers restent assez méconnus. Au Népal, leur recul semble s'accélérer depuis une vingtaine d'années. Plus au nord, dans l'immense Tibet, le nombre de glaciers en récession s'est récemment multiplié du fait d'une augmentation des températures et, localement, d'une baisse des précipitations. Situés dans un milieu continental froid et sec, ils sont cependant un peu moins sensibles au changement climatique et évoluent plus lentement que ceux situés dans les Andes.

Les chercheurs veillent…

Comprendre le recul des glaciers

Glaciologues, climatologues, hydrologues décryptent depuis 20 ans les mécanismes de la fonte des glaciers dans les Andes, mais aussi dans les Alpes, les Pyrénées, l’Himalaya et en Antarctique. Pour évaluer le recul ou l'avancée d'un glacier, les scientifiques effectuent des « bilans de masse » à partir de mesures du stock de neige que le glacier a gagné et la quantité de glace et de neige qu'il a perdue à l'aide de forages manuels ou de balises. Les scientifiques comparent alors ces données à celle de stations météorologiques qui mesurent la température et l’humidité de l’air ou encore le rayonnement solaire à la surface du glacier. Ils en déduisent quelles conditions climatiques sont favorables à la formation des glaciers ou à l’inverse responsables de leur recul et peuvent ainsi effectuer des prévisions en fonction des scénarios climatiques annoncés.


En savoir plus : www.ird.fr/climat

Décrypter les archives du climat

Dans un glacier, la neige ou la glace accumulée, et préservée parfois depuis des centaines de milliers d'années, conservent les traces des conditions climatiques à l’époque de leur formation. Pour décrypter ces archives, les scientifiques prélèvent des carottes de glace qu'ils analysent ensuite. Un glacier peut ainsi informer sur la quantité de précipitations, la température ou la composition de l'atmosphère (notamment la teneur en gaz à effet de serre) à une époque donnée.

Depuis les années 1990, les scientifiques effectuent ce type de prélèvements dans la cordillère des Andes. Ces carottes de glace leur livrent de précieuses informations sur les variations climatiques dans l’hémisphère sud, sur des périodes remontant jusqu'à 25 000 ans pour les glaces les plus anciennes, et leur permettent de retracer l’évolution des climats passés.

En savoir plus : page d'HSM sur www.ird.fr

Sauvegarder la mémoire de la glace

Collecter des carottes de glace des glaciers de montagne les plus exposés au changement climatique et les stocker en Antarctique pour les scientifiques des générations futures : tel est l’objectif d’ ICE MEMORY, programme international de sauvegarde de la mémoire des glaciers de montagne. En 2015, des glaciologues français et italiens ont décidé d’agir et ont lancé ce projet, pour constituer la première bibliothèque mondiale d’archives glaciaires issues de glaciers menacés par le réchauffement climatique . L’Antarctique est en effet le congélateur le plus sûr et le plus naturel au monde. À la base Concordia, gérée par l’IPEV et le PNRA, seront conservés par -54°C, dans une cave creusée sous la neige, des centaines d’échantillons de carottes de glace du monde entier pour plusieurs siècles. Ces échantillons seront propriété de l’humanité et une gouvernance pérenne veillera à leur conservation et à leur utilisation exceptionnelle et appropriée, afin de permettre aux scientifiques des générations futures de réaliser des analyses totalement inédites.

La prochaine expédition de carottage patrimoine se tiendra en juin 2017 en Bolivie, sur le glacier de l’Illimani.

En savoir plus : le projet Ice Memory sur www.ird.fr

Quel impact sur… les espèces et les habitants des montagnes ?

Contrairement aux calottes polaires des océans arctique et antarctique, les glaciers de montagne, comme ceux de la cordillère des Andes, sont situés dans des territoires habités. Leur recul actuel peut avoir des conséquences préoccupantes pour les populations qui vivent à leurs abords ou en dépendent pour leur approvisionnement en eau.

Un sixième de la population mondiale dépend ainsi de la fonte saisonnière de la neige ou de la glace pour leur accès à l’eau potable, pour l'irrigation ou l'hydroélectricité. Le recul des glaciers pourrait alors poser problème d'ici à quelques décennies, en particulier dans les Andes tropicales, l'Asie centrale et l'Himalaya, où la saison sèche peut durer plusieurs mois. Dans les régions arides comme au Pérou et en Bolivie, l’apport des glaciers à l’irrigation, aux centrales hydroélectriques et à l’alimentation en eau potable des populations locales atteint 27 % lors de la saison sèche, comme à La Paz, la capitale de la Bolivie.

Le retrait glaciaire, aggravant l'instabilité de certains lacs de montagne, est aussi parfois à l'origine de graves catastrophes naturelles. La fonte des glaciers alimente de très vastes lacs de retenue en altitude. Très fragile, la digue naturelle qui les clôture peut céder sous l'effondrement d'une partie du glacier ou de pans rocheux en surplomb, entraînant une vidange brutale et dévastatrice du lac. De telles catastrophes ont coûté la vie à près de 10 000 personnes depuis 1725 dans la Cordillère Blanche au Pérou. Dans les Andes ou ailleurs, la déglaciation de ces cinquante dernières années a multiplié les conditions propices à ce type d'accident.

Depuis toujours, les agriculteurs des hauts plateaux andins composent avec les caprices du climat. Le gel, même en été, est un risque majeur pour les cultures à plus de 4 000 mètres d’altitude. Jusqu’à présent, le changement climatique, réduisant cette menace, a plutôt favorisé l’extension des cultures, comme celle du quinoa. Mais l’augmentation probable des épisodes de sécheresse annoncée dans les décennies à venir, associée à la mécanisation, à la saturation de l’espace agricole et à la perte de fertilité des sols, pourrait avoir des conséquences négatives, en réduisant les rendements des cultures. Les simulations des scientifiques dans l’Altiplano bolivien montrent qu’après le pic de production actuelle, la production pourrait décliner sensiblement à l’avenir.

De plus, selon les biologistes, les changements de température vont modifier les populations de ravageurs de cultures dans les Andes. Du fait de la complexité des interactions entre les différentes espèces, qui peuvent soit entrer en compétition soit s’attirer mutuellement, les chercheurs tentent d’affiner les prévisions d’évolution de ces populations d’insectes.

Selon les écologues, l’élévation des températures accrues en altitude va entraîner une migration de 600 mètres vers les sommets des plantes et animaux, à la recherche de températures plus fraîches. Cela va réduire l’aire de répartition et contraindre significativement l’habitat disponible pour de nombreuses espèces.

Dans les Andes tropicales, la température et la pression atmosphérique qui sont faibles, le rayonnement solaire intense, les pluies irrégulières, le vent desséchant, le gel… sont autant de conditions extrêmes qui ont favorisé des adaptations singulières des espèces présentes et, pour bon nombre d’entre elles, spécifiques à ces milieux extrêmes. Les spécialistes considèrent ainsi que les espèces andines comptent parmi les premières victimes d’extinction due au réchauffement climatique.

Enfin, le retrait des glaciers met en péril la faune des rivières issues des glaciers, tels que de nombreux insectes. Ce qui ne sera pas sans conséquences sur les niveaux supérieurs de la chaîne alimentaire – poissons, amphibiens, oiseaux, mammifères. Par exemple, 10 à 40 % de la biodiversité des Páramos – un écosystème d’altitude très particulier – en Équateur seraient ainsi menacés si les glaciers venaient à dégeler complètement ! Or, comme ailleurs dans les Andes, les Páramos possèdent des espèces uniques au monde…

Les chercheurs veillent…

Comprendre et quantifier les apports d’eau provenant des glaciers dans un bassin versant est primordial dans le contexte de changement climatique et de retrait généralisé des glaciers, notamment en termes de ressources en eau futures des vallées et des villes. C’est pourquoi les scientifiques effectuent des « bilans de masse glaciaire » et mesurent les précipitations sur un bassin versant, comparées aux mesures du débit des rivières en aval et des modélisations hydrologiques.
Dans le cadre du Laboratoire mixte international GREAT ICE, ils étudient en particulier trois bassins versants dans les Andes : celui du glacier Zongo en Bolivie, de l’Antizana en Equateur et du fleuve Santa au Pérou, alimenté en partie par les glaciers de la cordillère Blanche.
En savoir plus : page du LTHE sur www.ird.fr

Les écologues recensent la biodiversité des ruisseaux issus des eaux de fonte dans les Alpes, en Alaska ainsi que dans les Andes, en particulier dans les Páramos, des paysages typiques des Andes perchés entre 3 500 et 5 000 m d’altitude. Les espèces qui peuplent ces cours d’eau, principalement des insectes, sont pour bon nombre endémiques de ces milieux extrêmes et jouent un rôle de bioindicateurs, notamment de la qualité de l’eau qui alimente les villes en aval comme Quito, la capitale équatorienne
En savoir plus : page d'EGCE sur www.ird.fr



Crédits photos : © IRD / B. Francou ; P. Ginot ; J-J Lemasson ; D. Wirrmann ; A. Vassal Toral ; F. Anthelme ; O. Dangles

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