pourquoi 300 scientifiques s'enferment dans la glace arctique

Les températures se réchauffent, mais pour les 12 prochains mois, l'horizon polaire sera régulièrement installé.

Lors d’une expédition extraordinaire qui débutera le 20 septembre, des scientifiques vont geler le plus grand navire de recherche allemand, Polarstern, dans la banquise arctique, où il restera piégé pour la prochaine année. Le navire accueillera environ 300 scientifiques de 17 pays en rotation et servira de laboratoire de recherche polaire à la dérive – un laboratoire qui permettra aux chercheurs de regarder de plus près l'évolution du climat polaire et de ses écosystèmes fragiles.

Le projet de recherche, doté d'un budget de 140 millions d'euros (154 millions de dollars), baptisé MOSAiC (Observatoire multidisciplinaire de dérive pour l'étude du climat arctique), est l'une des plus grandes missions de recherche de l'histoire de l'Arctique et se prépare depuis des années. Dirigée par l'Institut Alfred Wegener (AWI) pour la recherche polaire et marine à Bremerhaven, en Allemagne, l'expédition commémore la tentative légendaire, mais malheureuse, de l'explorateur polaire norvégien Fridtjof Nansen en 1893 d'atteindre le pôle Nord dans une goélette en bois à trois mâts prise au piège. dans les glaces de mer dérivantes. Mais contrairement à Nansen et ses hommes, dont le pénible voyage sur la Fram Pendant trois ans, l’équipe MOSAiC s’appuiera sur un navire de recherche superbement équipé et sur le soutien logistique de brise-glace russes, suédois et chinois.

Après une première étape dans laquelle Polarstern naviguera aux pylônes en pleine mer, le navire gèlera dans la glace de mer à une latitude d’environ 85 degrés nord, probablement en octobre. L'équipe établira ensuite un réseau de camps sur la glace épaisse qui entoure le navire. Les stations de recherche à proximité seront accessibles à tout moment. Ceux qui se trouvent plus loin – jusqu'à 50 kilomètres – seront desservis par des hélicoptères qui transporteront le personnel et l'équipement. Où Polarstern finira dans 12 mois, le temps est incertain. Les calculs statistiques de la dérive des glaces de mer suggèrent des extrémités possibles au voisinage du pôle Nord ou dans le détroit de Fram entre le Groenland et Svalbard (voir «Destination incertaine»). «Nous irons faire de la science partout où la glace nous emportera», déclare le scientifique en chef Markus Rex, scientifique de l'atmosphère à l'AWI.

Inconnues arctiques

Selon Rex, l’un des principaux objectifs de MOSAiC est d’améliorer les prévisions climatiques extrêmement incertaines pour le réchauffement rapide de l’Arctique et d’étudier les effets du changement climatique sur la chimie des océans et les écosystèmes de la région.

L'Arctique se réchauffe plus rapidement que toute autre région de la planète. Les boucles de rétroaction positives, en particulier la perte de neige et de glace qui aident à refléter la lumière du soleil, ont amplifié le changement climatique dans la région, qui s'est déjà réchauffé de 2 ºC au cours du siècle dernier.

Les modèles climatiques ne s'entendent pas sur le réchauffement de l'Arctique à mesure que la concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère augmente et que la glace de mer diminue. Certains modèles prévoient que l’Arctique pourrait se réchauffer d’environ 5 ° C d’ici 2100, par rapport à la moyenne de 1986 à 2005, dans le cadre d’un scénario à fortes émissions de gaz à effet de serre. D'autres suggèrent que les hautes latitudes nord pourraient se réchauffer de plus de 10 ºC. La région a déjà radicalement changé: l’étendue de la banquise en été a été divisée par deux depuis les années 1970 et l’océan autour de l’archipel norvégien de Svalbard est en grande partie exempt de glace, même en hiver ces dernières années. La température de l'air en hiver a été supérieure de plus de 7 ºC à la normale au cours des dernières décennies.

«L'Arctique a beaucoup changé depuis l'époque où Nansen était ici», déclare Rex. "Si le changement climatique continue sans répit, il se transformera en un environnement complètement différent."

Déluge de données

Les scientifiques du monde entier attendent avec impatience la richesse des données que l'équipe MOSAiC espère collecter. «Il s'agit d'une opportunité vraiment merveilleuse pour l'ensemble de la communauté du climat et de la recherche polaire», déclare Jens Hesselbjerg Christensen, climatologue à l'université de Copenhague.

Parmi les données figureront des mesures continues de la chaleur échangée entre l'atmosphère et la surface de l'Arctique au cours des quatre saisons. Ces informations aideront les scientifiques à comprendre pourquoi la région se réchauffe au moins deux fois plus vite que le reste du monde, a déclaré Mark Serreze, directeur du Centre national de données sur la neige et la glace à l'Université du Colorado à Boulder. Les modèles climatiques actuels ne semblent pas capturer correctement les flux d’énergie et le changement de la glace de mer dans l’Arctique, a-t-il déclaré. Les modèles sont également médiocres pour représenter les modifications de la couverture nuageuse et des propriétés des nuages, qui ont un effet considérable sur le climat arctique, fait-il remarquer. «Nous ne connaissons pas assez les nuages, nous n’avons simplement pas les données. J'espère que MOSAiC fournira cela. "

Les changements qui se produisent dans l'Arctique ont d'énormes implications environnementales bien au-delà de la région, a déclaré Serreze. Le dégel du pergélisol, par exemple, menace de libérer de grandes quantités de carbone emprisonné dans des sols gelés.

Et l'Arctique est lié à l'atmosphère et au climat aux basses latitudes. Certains scientifiques soupçonnent le réchauffement de l’Arctique de modifier les courants d’air sinueux à haute altitude, connus sous le nom de courants à jets, qui influent sur les conditions météorologiques dans l’ensemble de l’hémisphère Nord. Mais l'amplification du réchauffement de l'Arctique pourrait également être le résultat de changements dans la circulation atmosphérique globale, plutôt que la cause. Les données de MOSAiC, lorsqu'elles sont intégrées à des modèles climatiques, devraient aider à clarifier cela, a déclaré Serreze.

Explorateurs de glace

Un certain nombre de collègues de Serreze de l’Université du Colorado suivront Polarstern, ainsi que des scientifiques de pays tels que la Chine, la Russie et le Japon. Les participants passeront chacun environ 10 semaines sur le navire. Les scientifiques, la nourriture et les fournitures seront transportés par un des quatre brise-glace.

La vie et le travail dans des conditions extrêmes de l'Arctique sont une expérience spéciale, physiquement et émotionnellement, explique Rex, qui prévoit de passer 10 mois à bord. De fin octobre à début mars, les équipes seront dans la nuit noire et polaire. Il existe des risques: les participants doivent passer un examen médical avant de se voir accorder une place Polarsternet tous suivent un entraînement au fusil et à l’ours polaire. Au moins six personnes surveilleront les ours polaires en tout temps pour s'assurer que les chercheurs sont en sécurité lorsqu'ils travaillent sur la glace. Mais il y a du temps pour se détendre aussi. Une fois par semaine, les scientifiques sont libres de prendre un verre ou deux au Zillertal, le bar du navire.

La plupart des travaux scientifiques seront effectués par de jeunes chercheurs. «Je n'aurais jamais pensé participer à quelque chose d'aussi passionnant», déclare Elise Droste, doctorante à l'université d'East Anglia à Norwich, au Royaume-Uni, qui étudie comment la glace de mer affecte l'absorption de carbone par l'océan polaire. "Ce sera une expérience formidable – un peu angoissante mais monstrueusement belle."