Les pôles, témoins de l’environnement planétaire

Entretien avec Claude Lorius, pionnier de la recherche scientifique en milieu polaire. Depuis 1957, Claude Lorius a participé à de nombreuses campagnes en Antarctique. Dans le cadre du Laboratoire de Glaciologie et de l’Environnement, ses recherches ont porté sur l’étude des archives glaciaires, menées conjointement avec le Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement. Médaille d’or du CNRS, membre de l’Académie des Sciences dont il préside le comité pour l’Année polaire internationale, il est membre d’honneur de l’association Le Cercle polaire.

Propos recueillis par Laurent Mayet
président du Cercle Polaire

Claude Lorius est l'un des pionniers français de la recherche scientifique en Antarctique

Comment avez-vous pris conscience que les pôles sont les témoins de l’environnement planétaire ?

Claude Lorius – Lors de ma première campagne en terre Adélie il y a cinquante ans, en voyant les aurores australes illuminer les cieux de l’Antarctique, semblables aux aurores boréales, j’ai réalisé que notre Terre était un seul et même système. En découvrant dans les neiges du pôle Sud les retombées des explosions thermonucléaires, j’ai pris conscience que tout ce que nous émettons dans l’atmosphère se diffuse sur toute la planète. Sous forme de particules, ces polluants atteignent leur niveau le plus élevé au voisinage des sources qui sont dans les pays développés, et pour beaucoup dans l’hémisphère Nord, mais des traces sont visibles jusqu’aux extrémités de notre globe. Nous n’avons qu’une atmosphère ! De même, les hautes teneurs en mercure relevées dans la graisse des phoques de l’Arctique et les traces de dichloro-diphényl-trichloréthane (DDT) conta-minant les manchots dans le grand Sud montrent que nous n’avons aussi qu’un seul océan. La dimension planétaire de -notre environnement a pris une autre ampleur avec la découverte en 1985 du trou d’ozone dans la haute atmosphère au-dessus de l’Antarctique. Les gaz chlorofluorocarbures (CFC) que nous utilisons détruisent les fragiles molécules d’ozone au-dessus du continent blanc, par une réaction chimique rendue possible par les très basses températures qui règnent dans cette région isolée du globe pendant l’hiver austral. Planétaire, c’est aussi la caractéristique des gaz à effet de serre (GES), comme le dioxyde de carbone (CO2). On mesure les mêmes concentrations en CO2 aux pôles que dans nos mégalopoles, où sont pourtant concentrées les émissions. Bien que quasiment inhabitées, les régions polaires n’échappent pas à la pollution de fond de notre planète. L’historique de cette pollution globale, qui débute avec l’ère industrielle dès le xixe siècle, est archivée dans les neiges et glaces du Groenland et de l’Antarctique, qui capturent lors de leur formation un instantané de l’état de notre environnement et de notre climat. Les calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique constituent une formidable mémoire de notre environnement.

 En quoi consiste cette mémoire des glaces ? Comment permet-elle d’établir un lien entre les gaz à effet de serre et le climat ?

Les couches de neige successives déposées sur les inlandsis ont capturé les poussières (aérosols) présentes dans l’atmosphère, qu’elles viennent de notre planète – sols, volcans, embruns marins, végétation –, de la pollution ou du cosmos. Ces couches de neige et de glace ont aussi enregistré l’évolution de la température de l’atmosphère lors de leur formation. Elles renferment de plus un trésor unique : les bulles d’air emprisonnées lors de la transformation des neiges en névés puis en glaces ont conservé intacts, en tout cas en Antarctique, les échantillons de notre atmosphère contenant notamment les GES. S’il est d’autres témoins permettant de reconstituer les climats du passé, tels les sédiments marins ou les anneaux de croissance des arbres, seules les glaces polaires donnent accès à notre atmosphère ancienne. Et si les archives glaciaires nous donnent l’évolution de la température sur le site du forage, les bulles d’air ont une représentativité à l’échelle de la planète. Au cours des dernières décennies, différents forages profonds ont été réalisés au Groenland et en Antarctique. En Antarctique, le carottage réalisé à Vostok, à partir de 1983, est descendu jusqu’à 2 083 mètres, couvrant une échelle de temps de plus de 400 000 ans. Plus récemment, les carottes obtenues à une profondeur de 3 260 mètres au Dôme C sont vieilles de plus de 800 000 ans. A Vostok, la reconstruction des températures confirme que les périodes chaudes et froides qui ont marqué les dernières centaines de milliers d’années et entraîné hausses et baisses du niveau des mers sont initiées par les variations de l’insolation – la quantité d’énergie solaire reçue sur Terre – liées au mouvement de notre planète par rapport au Soleil, ce qui était connu des astronomes et confirmé par l’étude des sédiments marins. Les profils de température et ceux du niveau des mers sont bien corrélés, ce qui témoigne de la représentativité des archives glaciaires. Mais, grande première, les données de Vostok ont permis de mettre en évidence le lien entre les variations du climat et celles des GES tels que le dioxyde de carbone et le méthane, présents dans notre atmosphère, lien qu’avaient suggéré des physiciens comme Fourier et Arrhenius il y a plus d’un siècle. Des données que nous avons publiées il y a vingt ans, nous tirions les -conclusions suivantes : les variations naturelles des -concentrations des GES pendant les cycles glaciaires ont joué un rôle majeur d’amplification, augmentant en corrélation avec les températures en phases de réchauffement interglaciaire et diminuant avec les températures en phases glaciaires. Cette sensibilité du climat aux GES concerne notre présent et notre futur : nous pensions que les émissions considérables de ces gaz dues aux activités humaines devaient entraîner un réchauffement du climat, ce que les données météorologiques confirment. Les prévisions faites par les modèles prenant en compte les incertitudes scientifiques et les choix énergétiques sont comprises entre + 2 et + 4 °C d’ici à la fin de ce siècle. Un tel réchauffement aurait un impact considérable sur les conditions de vie de nos sociétés.

Pourquoi les hautes latitudes sont-elles particulièrement sensibles au réchauffement du climat ?

C. Lorius – Les glaces sont un indicateur du climat : les jeunes et minces glaces de mer qui forment les immenses surfaces de banquise entourant l’Antarctique pendant l’hiver austral disparaissent en grande partie l’été ; la banquise boréale, elle, conserve une certaine étendue en été. Ces glaces au très fort albédo amplifient les tendances climatiques. En se formant, la glace accélère le refroidissement parce qu’elle reflète 90 % du rayonnement du Soleil. En fondant, elle permet aux terres et à l’océan d’absorber l’énergie du Soleil, ce qui augmente le réchauffement. Cela conduit à des différences de températures importantes selon la région du globe, comme le montrent les données des paléoclimatologues. La fin du dernier âge glaciaire a ainsi été marquée par un réchauf-fement de 5 °C dans les régions équatoriales, de 10 °C sur l’inlandsis antarctique et de près de 20 °C au Groenland. Cela apparaît aussi dans les mesures météorologiques des dernières décennies, marquées par le réchauffement lié aux activités humaines. Dans l’Arctique, ce dernier est particulièrement élevé, avec une augmentation de deux à trois fois supérieure à celle constatée en moyenne sur l’ensemble du globe, inférieure à 1 °C. Les impacts sur la vie des Inuits et sur l’ours blanc sont bien visibles. En Antarctique en revanche, les impacts sont moins significatifs, sauf sur certains glaciers et sur les « ice shelfs », avancées des glaciers sur la mer, car la tem-pérature reste trop basse pour provoquer une fonte accélérée des glaces. Dans le siècle à venir, la hausse du niveau des mers va s’accélérer. La disparition de la ban-quise n’y sera pour rien puisqu’elle flotte, mais celle de nos glaciers de montagne et la dilatation des océans due au réchauffement des eaux sera déjà sensible, rendant difficile la vie de centaines de millions d’humains qui vivent déjà les pieds dans l’eau. Mais la véritable catastrophe pourrait arriver plus tard, à l’échelle des millénaires, si les calottes glaciaires venaient à fondre. Elles contiennent un volume d’eau qui élèverait les océans de près de 80 mètres. Un avenir très lointain, mais dont les satellites voient déjà les prémices, avec une extension des zones de fusion sur le Groenland que l’on n’at-ten-dait pas si tôt. Les données des modèles mettent les régions polaires dans le rouge : ces dernières sontles sentinelles du réchauffement du climat de notre planète.

Qu’attendez-vous de la quatrième Année polaire internationale ?

C. Lorius – Parce que les régions polaires sont aux avant-postes du réchauffement climatique, il est crucial de compléter la connaissance que nous en avons. C’est l’objet principal de l’API 2007-2008, qui met pour la première fois l’accent sur l’étude simultanée des deux pôles. Ainsi, il sera possible d’établir un état des lieux pour les deux zones polaires, qui pourra être utilisé comme point de référence sur l’état de l’environnement, du climat, de la biodiversité. L’API vise en outre à augmenter la compréhension des caractéristiques physiques et chimiques du système Terre et, grande nouveauté, les sciences humaines font à juste titre leur apparition dans les programmes. A côté de caractéristiques communes, les régions polaires présentent des différences notoires. Le pôle Sud est sur un continent dont l’altitude atteint 4 000 mètres, entouré d’océans parfois couverts par la banquise, alors que le pôle Nord se situe sur un océan gelé et sans relief limité en grande partie par des continents. Ces différences influent sur l’évolution du climat et ses impacts, un thème qui sera au cœur des programmes prévus. En Arctique, Esquimaux, faune et flore subissent déjà les conséquences du réchauffement. Collectes de données, interprétations des résultats, -publications : le cheminement prendra quelques années. La recherche polaire ouvre des voies nouvelles comme la présence d’espèces vivantes dans l’eau sous 4 000 mètres de glace au contact du socle rocheux à Vostok, ou les observations astronomiques prévues au centre de l’inlandsis avec une atmosphère particulièrement pure. On peut s’attendre à des avancées et peut-être aussi à des découvertes, comme lors de l’Année géophysique internationale (AGI 1957/1958), qui a conduit à la mise au jour du trou d’ozone et de la relation entre GES et climat dans les archives glaciaires. Dans l’immédiat, la possibilité de suivre la vie des expéditions de l’API peut constituer un moyen de motiver les chercheurs polaires de demain, comme ce fut mon cas lorsque je me portai candidat au premier hivernage à la station française Charcot en Antarctique, dans le cadre de l’AGI.

Quel souvenir gardez-vous des six années passées dans des conditions de froid et de rigueur extrêmes en compagnie d’amis chercheurs ? En avez-vous la nostalgie ?

C. Lorius – Le goût de l’aventure m’a conduit en Antarctique. Sans le perdre, j’ai appris à aimer le travail sur le terrain, parfois difficile, souvent dans des conditions extrêmes où se manifeste la solidarité des équipiers. En terre Adélie, je suis devenu un « chercheur polaire ». J’ai connu l’émerveillement des paysages, côtoyé les manchots, si attachants, et vu un pétrel des neiges -survoler notre base Charcot en plein hiver austral à 400 kilomètres de la côte ! Au cours de nos dix mois d’isolement, j’ai appris à apprivoiser la solitude de la nuit polaire. Au cours des raids que j’ai effectués les années suivantes, pour collecter des données météorologiques et glaciologiques à travers l’inlandsis, j’ai recueilli les informations qui nous ont permis, il y a trente ans, d’établir la corrélation entre la composition isotopique des molécules d’eau de la glace et la température de l’atmosphère lors de leur formation. C’est lors d’un forage que m’est venue l’intuition de rechercher dans les bulles d’air enfermées dans la glace antarctique une trace des atmosphères du passé. Sans ce cube de glace antarctique chargé de bulles d’air qui éclatait systématiquement dans mon verre de whisky, à l’occasion de précieux instants de convivialité marquant la fin d’une journée de labeur avec d’autres camarades, je ne serais peut-être jamais allé à Vostok. C’est là que j’ai connu la richesse d’une collaboration internationale menée au-delà des clivages politiques et de l’esprit de concurrence : les recherches ont été réalisées avec des Russes, des Américains et des Français en pleine guerre froide. Elles nous ont conduits à découvrir la relation étroite entre climat et GES. Tous ces moments très forts sont encore bien présents dans mes souvenirs. Echecs et mauvaises passes m’ont aidé à préparer le futur et je les ai depuis parfois effacés, gardant plutôt le sentiment d’avoir été quelque peu utile à la recherche. Non, je n’éprouve pas vraiment de nostalgie. La vie sur le terrain n’est plus la même aujourd’hui. Confort et communication facilitent une bonne recherche mais je n’ai pas de regrets, en tout cas sur le plan humain. Le goût de l’aventure m’a conduit au continent blanc. Puis est venu en bonus la passion d’une recherche qui m’a porté à aborder un véritable problème de société : préserver l’environnement dans lequel nous vivons. -Demande-t-on à un alpiniste s’il aurait préféré qu’on l’emmène au sommet en hélicoptère ? Ou à un navigateur solitaire s’il aurait voulu une croisière confortable ? Maintenant je goûte au plaisir de voyages aux pôles plus propices à la contemplation et à la réflexion, hors des contraintes qu’imposent les responsabilités de terrain. Les pôles, ce peut être une aventure, un plaisir des yeux, un défi intellectuel et physique... C’est toujours une aventure humaine qui marque.

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