Pour quiconque a grandi près d’un lac dans le Nord, la glace hivernale ne fait pas simplement partie du paysage. Elle permet à tout l’écosystème situé sous sa surface de suivre son rythme saisonnier.
Une nouvelle étude révèle qu’avec le réchauffement de la planète, cette glace ne disparaît pas progressivement, contrairement à ce que l’on pourrait attendre.
Au-delà d’un certain seuil, elle commence à disparaître rapidement. Or, un nombre étonnant de lacs sont déjà plus proches de ce point qu’on ne le pensait.
L’étude a été menée par une équipe internationale de scientifiques de l’Institut de géographie et de limnologie de Nankin, rattaché à l’Académie chinoise des sciences (NIGLAS), de l’université normale de Nankin, de l’université de Bangor et de l’université de Regina.
Selon leurs travaux, si les émissions continuent d’augmenter au rythme actuel, les lacs de l’hémisphère Nord pourraient perdre jusqu’à 40 jours de couverture de glace hivernale d’ici la fin du siècle.
Les conséquences d’un tel changement dépasseraient largement la seule disparition de la glace.
Des décennies de suivi de la glace des lacs
L’équipe a recueilli des données sur la glace hivernale et les températures de 724 lacs répartis dans l’hémisphère Nord, pour la période allant de 2000 à 2022.
Un échantillon aussi vaste permet de repérer des tendances qui passeraient inaperçues si l’on ne surveillait qu’une poignée de lacs proches les uns des autres.
Il offre aussi aux chercheurs une puissance statistique suffisante pour distinguer les véritables tendances liées au climat des variations ordinaires d’une année à l’autre.
Les scientifiques ont constaté que les dates de dégel printanier réagissent à la hausse des températures bien plus fortement que les dates de gel automnal.
Autrement dit, le dégel survient de plus en plus tôt, tandis que le début du gel change à peine. Les lacs perdent donc l’essentiel de leur saison de glace du côté du printemps.
Quand la glace hivernale des lacs disparaît rapidement
Les chercheurs ont identifié une plage de seuils de température hivernale comprise entre −13,7 °C et −6,8 °C.
Lorsque la température moyenne hivernale d’un lac dépasse son seuil, l’ensemble du système cesse de fonctionner comme auparavant : il franchit un dangereux point de bascule.
La perte de glace ne se contente pas d’augmenter : sa sensibilité au réchauffement peut devenir jusqu’à 22 fois plus forte.
« En dessous de ces seuils, la couverture de glace réagit progressivement au réchauffement », explique Zhou Jian, de l’université normale de Nankin, auteur principal de l’étude.
« Mais une fois le seuil franchi, le système entre dans un régime fondamentalement différent, où chaque degré de réchauffement supplémentaire entraîne une perte de couverture de glace disproportionnée. »
Imaginons deux lacs qui paraissent identiques sur le papier. Le premier se situe juste en dessous de son seuil : chaque degré supplémentaire de réchauffement ne modifie que légèrement sa saison de glace.
Le second a déjà franchi ce même seuil. Chaque degré supplémentaire lui coûte désormais des semaines de glace plutôt que des jours.
Ce contraste est au cœur de la découverte : le réchauffement n’a pas besoin de s’accélérer pour que les dommages s’aggravent plus vite. Il suffit que le lac franchisse une limite invisible qui était présente depuis le début.
Le climat détermine le seuil
Qu’est-ce qui détermine donc la position de ce seuil ? Ce n’est ni la forme du lac ni sa profondeur.
Les chercheurs l’attribuent à des facteurs climatiques plus généraux, notamment la température hivernale de l’air et l’albédo de surface, c’est-à-dire la quantité de lumière solaire que la glace renvoie dans l’atmosphère au lieu de l’absorber.
D’une certaine manière, c’est une information utile pour les prévisions. Il n’est pas nécessaire de connaître les particularités de chaque bassin lacustre pour estimer s’il approche d’une situation critique.
Le climat régional fournit presque toutes les informations nécessaires.
Un même ensemble de projections climatiques pourrait donc permettre de repérer les risques pour des milliers de lacs à la fois.
Il éviterait de devoir réaliser des relevés minutieux lac par lac, une tâche pour laquelle la plupart des régions ne disposent tout simplement pas des ressources nécessaires.
La plupart des lacs sont menacés
Les projections fondées sur un scénario de fortes émissions dressent rapidement un tableau sombre. Aujourd’hui, environ 23 % des lacs ont déjà franchi leur seuil.
D’ici la fin du siècle, cette proportion pourrait grimper à 70 %.
« Nos résultats indiquent que de nombreux lacs des latitudes moyennes approchent d’un état de vulnérabilité accrue », déclare Kun Shi, du NIGLAS, coauteur chargé de la correspondance.
« Même un réchauffement supplémentaire modeste pourrait provoquer des changements brusques et potentiellement irréversibles des régimes de glace des lacs, avec des conséquences en cascade pour la qualité de l’eau, les écosystèmes aquatiques et les communautés nordiques. »
Repenser les modèles climatiques
Les chercheurs estiment que ces résultats donnent aux scientifiques une nouvelle méthode pour prévoir où et quand une telle disparition brutale de la glace risque de se produire.
Leur message aux spécialistes de la modélisation est simple : il faut cesser de considérer la perte de glace comme un phénomène régulier et intégrer ces effets de seuil aux modèles.
Sans cette étape, les modèles risquent de sous-estimer fortement la rapidité de la dégradation une fois qu’un lac a franchi son seuil.
Les écosystèmes comme les communautés qui en dépendent pourraient alors être avertis bien trop tard pour disposer du temps nécessaire.
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