L'un des aspects les plus inquiétants du changement climatique est le rôle joué par les mécanismes de rétroaction positive. En plus de l'augmentation des températures mondiales en raison de l'augmentation des émissions de dioxyde de carbone et de gaz à effet de serre, il y a la poussée supplémentaire créée par la déforestation, l'acidification des océans et (plus particulièrement) la disparition de la calotte polaire arctique.
Cependant, selon une nouvelle étude d'une équipe de chercheurs de la School of Earth and Space Exploration de l'Arizona State University, il pourrait être possible de recongeler certaines parties de la calotte glaciaire de l'Arctique. Grâce à une technique de géo-ingénierie qui s'appuierait sur des pompes éoliennes, ils croient que l'un des plus grands mécanismes de rétroaction positive de la planète peut être neutralisé.
Leur étude, intitulée «Arctic Ice Management», a été publiée récemment dans Earth’s Future, un journal en ligne publié par l'American Geophysical Union. Comme ils l'indiquent, le rythme actuel auquel la glace arctique disparaît est assez déconcertant. De plus, l'humanité ne sera probablement pas en mesure de lutter contre la hausse des températures mondiales dans les décennies à venir sans la présence de la calotte polaire.
Le taux de disparition de la glace polaire est particulièrement préoccupant, ce qui a été assez prononcé au cours des dernières décennies. Le taux de perte a été estimé entre 3,5% et 4,1% par décennie, avec une baisse globale d'au moins 15% depuis 1979 (lorsque les mesures par satellite ont commencé). Pour aggraver les choses, le taux de perte de glace s'accélère.
D'une valeur de référence d'environ 3% par décennie entre 1978 et 1999, le taux de perte depuis les années 2000 a considérablement augmenté - au point que l'étendue de la banquise en 2016 était la deuxième plus faible jamais enregistrée. Comme ils l'indiquent dans leur introduction (et avec le soutien de nombreuses sources), le problème ne fera que s'aggraver d'ici le milieu du 21e siècle:
«Les températures moyennes mondiales ont augmenté de façon linéaire avec le cumul des émissions de CO2 devraient continuer de le faire, entraînant une augmentation de la température de 3 ° C ou plus d'ici la fin du siècle. La région arctique continuera de se réchauffer plus rapidement que la moyenne mondiale. Des réductions de la glace de mer dans l'Arctique tout au long de l'année sont projetées dans pratiquement tous les scénarios, et presque sans glace (<106 km2 étendue de la glace de mer pendant cinq années consécutives) L'océan Arctique est considéré comme «probable» d'ici 2050 dans un scénario de statu quo. »
L'une des raisons pour lesquelles l'Arctique se réchauffe plus rapidement que le reste de la planète a à voir avec une forte rétroaction albédo-glace. Fondamentalement, la glace de neige fraîche réfléchit jusqu'à 90% de la lumière du soleil tandis que la glace de mer réfléchit la lumière du soleil avec un albédo jusqu'à 0,7, tandis que l'eau libre (qui a un albédo de près de 0,06) absorbe la majeure partie de la lumière du soleil. Ergo, plus la glace fond, plus la lumière du soleil est absorbée, ce qui fait monter les températures dans l'Arctique.
Étendue de la glace de mer dans l'Arctique (zone recouverte d'au moins 15% de glace de mer) en septembre 2007 (zone blanche). La courbe rouge indique la moyenne de 1981 à 2010. Crédit: Centre national de données sur la neige et la glacePour répondre à cette préoccupation, l'équipe de recherche - dirigée par Steven J. Desch, professeur à l'École d'exploration de la terre et de l'espace - a examiné comment la fonte est liée aux fluctuations saisonnières. Essentiellement, la glace de mer de l'Arctique s'amincit avec le temps car la nouvelle glace (alias «glace de première année»), qui se crée à chaque hiver qui passe, n'a généralement qu'une épaisseur d'un mètre (3,28 pi).
La glace qui survit à l'été dans l'Arctique est capable de croître et de devenir une «glace pluriannuelle», avec une épaisseur typique de 2 à 4 mètres (6,56 à 13,12 pi). Mais grâce à la tendance actuelle, où les étés se réchauffent progressivement, la «glace de première année» a succombé à la fonte estivale et s'est fracturée avant de pouvoir grossir. Alors que la glace pluriannuelle représentait de 50 à 60% de toute la glace dans l'océan Arctique dans les années 1980, en 2010, elle n'en représentait que 15%.
Dans cet esprit, Desch et ses collègues ont envisagé une solution possible qui garantirait que la «glace de première année» aurait de meilleures chances de survivre à l'été. En plaçant des machines qui utiliseraient l'énergie éolienne pour générer des pompes, ils estiment que l'eau pourrait remonter à la surface au cours d'un hiver arctique, lorsqu'elle aurait les meilleures chances de geler.
Sur la base des calculs de la vitesse du vent dans l'Arctique, ils calculent qu'une éolienne avec des pales de 6 mètres de diamètre produirait suffisamment d'électricité pour qu'une seule pompe puisse élever l'eau à une hauteur de 7 mètres et à un taux de 27 tonnes métriques ( 29,76 tonnes US) par heure. L'effet net de ceci serait des plaques de glace plus épaisses dans toute la zone touchée, ce qui aurait de meilleures chances de survivre à l'été.
Au fil du temps, la rétroaction négative créée par plus de glace entraînerait l'absorption de moins de lumière solaire par l'océan Arctique, entraînant ainsi plus de refroidissement et plus d'accumulation de glace. Selon eux, cela pourrait se faire avec un budget relativement modeste de 500 milliards de dollars par an pour l'ensemble de l'Arctique, ou 50 milliards de dollars par an pour 10% de l'Arctique.
Bien que cela puisse sembler énorme, ils soulignent rapidement que le plâtre couvrant tout l'Arctique avec des pompes à glace - qui pourrait sauver des milliards de PIB et d'innombrables vies - équivaut à seulement 0,64% du produit intérieur brut mondial actuel. (PIB) de 78 billions de dollars. Pour un pays comme les États-Unis, cela ne représente que 13% du budget fédéral actuel (3,8 billions de dollars).
Et bien qu'il y ait plusieurs aspects de cette proposition qui doivent encore être élaborés (ce que Desch et son équipe reconnaissent pleinement), le concept semble être théoriquement valable. Non seulement il tient compte de la façon dont le changement saisonnier et le changement climatique sont liés dans l'Arctique, mais il reconnaît que l'humanité ne sera probablement pas en mesure de faire face au changement climatique sans recourir à des techniques de géo-ingénierie.
Et comme la glace arctique est l'une des choses les plus importantes en matière de régulation des températures mondiales, il est parfaitement logique de commencer ici.
