L’Arctique

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Région située au nord de la Terre, à l’intérieur et aux abords du cercle polaire arctique, parallèle de latitude 66°36′. C’est la limite du “soleil de minuit”. Découvrez…

Mais pour commencer…

Hemisphere_Nord Le nom d’Arctique provient de la constellation de la Grande Ourse, située au nord (arctos = ours). Cette région comprend l’océan Arctique, dont une grande partie est gelée en permanence (banquise) et le nord des terres qui l’entourent : péninsule scandinave, nord de la Russie et de la Sibérie, de l’Alaska, du Canada, le Groenland, le Spitzberg, etc. La situation géopolitique de l’Arctique est très différente de celle de l’Antarctique. En effet, les territoires sont tous possessionnés par les pays entourant l’océan Arctique (Norvège, Russie, Canada, etc.).

Le Spitzberg, et tout l’archipel du Svalbard, dépend de la Norvège. Toutefois, l’archipel est régi par le traité de Paris signé en 1920 par 14 pays, ratifié ensuite par une quarantaine de nations. En 1925, le Svalbard est devenu partie intégrante du royaume de Norvège. Cependant, selon les termes de ce traité, les citoyens de divers pays ont le droit d’exploiter les ressources naturelles “sur un pied d’égalité absolu”. Il déclare également la démilitarisation complète de l’archipel, mais autorise l’établissement de bases scientifiques. C’est pourquoi une importante communauté internationale de scientifiques est basée à Ny Ålesund où se trouvent les bases françaises Jean Corbel et Charles Rabot.

Si l’océan Arctique (13.000.000 de km² et plus de 4.000 m de profondeur) est parfaitement délimité, comment fixer la frontière des régions arctiques terrestres ? Est-ce le cercle polaire, la limite des arbres ou bien celle du sol constamment gelé en profondeur, le pergélisol (Sous-sol gelé en permanence. Seule la surface (mollisol ou zone active) dégèle en été. On l’appelle également permafrost) ? La réponse la plus couramment admise est la ligne à l’intérieur de laquelle la température de l’air ne dépasse jamais 10°C durant le mois le plus chaud (juillet). Cette isotherme, appelée ligne de Köppen, coïncide relativement bien avec le passage des arbres (taïga) à la toundra. Ainsi, l’Arctique s’étendrait sur une surface d’environ 24 millions de km², dont 17 d’océan, un peu plus de 3 de continent et près de 4 d’îles éparses, des Aléoutiennes au Labrador, son diamètre maximum dépassant 7.000 km.

Quelques définitions en préambule….

La dérive du pôle Nord magnétique

Le pôle Nord magnétique est défini comme le point à la surface de la Terre où la direction du champ magnétique est exactement verticale vers le bas. Au pôle Nord magnétique, l’inclinaison magnétique (c’est-à-dire l’angle entre la direction du champ et le plan horizontal) vaut 90° et la déclinaison magnétique (c’est-à-dire l’angle entre la direction du champ et le pôle Nord géographique) n’est pas définie. De la même manière il existe un pôle Sud magnétique où le champ magnétique est exactement vertical vers le haut.

Il ne faut pas confondre pôles magnétiques (Nord et Sud) et pôles géomagnétiques. Les seconds sont définis comme l’intersection de la surface de la Terre avec l’axe du dipôle magnétique placé au centre de la Terre qui donne la meilleure approximation au premier ordre du champ magnétique global. Les pôles géomagnétiques Nord et Sud sont donc nécessairement antipodaux, contrairement aux pôles magnétiques. La différence entre les deux types de pôles provient du fait que le champ magnétique terrestre n’est pas exactement dipolaire à l’échelle globale. C’est pourquoi les méridiens magnétiques, même s’ils convergent tous au pôle Nord magnétique, ne le font pas de manière radiale : les boussoles mènent au pôle Nord magnétique sans pour autant pointer dans sa direction !

James Ross a été le premier à localiser précisément le pôle Nord magnétique en 1831, suivi en 1904 par Amundsen. À cette époque le pôle se trouvait au niveau de la péninsule de Boothia dans le Grand Nord canadien. Or le pôle se déplace en raison de la variation séculaire géomagnétique, elle-même due aux mouvements de convection du fer liquide dans le noyau de la Terre. C’est pourquoi des expéditions ont été régulièrement organisées au 20ème siècle pour mettre à jour la position du pôle sur les cartes magnétiques.

La dernière détermination in situ de la position du pôle a été faite par une équipe franco-canadienne (L.R.Newitt, A.Chulliat et J.-J.Orgeval, projet « Poly-Arctique ») en avril 2007, au moyen de plusieurs mesures dans un rayon d’environ 100 km autour du pôle. La position obtenue est 83.95°N, 121.02°O, soit environ 800 km au nord-ouest de l’île d’Ellesmere. Ces observations sur le terrain sont rendues de plus en plus difficiles par l’éloignement et le réchauffement climatique. Elles sont complétées depuis quelques années par des mesures satellitaires.

Le pôle Nord magnétique a dérivé relativement lentement (moins de 10 km/an) en direction de la Sibérie depuis 1834 jusqu’en 1980. A partir du milieu des années 1980, la vitesse de dérive a augmenté fortement pour atteindre 55 km/an environ aujourd’hui (toujours en direction de la Sibérie). Depuis le début des années 2000, cette vitesse semble s’être stabilisée. S’il continue à ce rythme-là, le pôle Nord magnétique atteindra la Sibérie vers 2040.

Ce phénomène d’accélération brutale n’est pas encore complètement expliqué. Il pourrait être lié à une augmentation du flux de champ magnétique dans la région polaire Nord du noyau terrestre. Celle-ci serait causée par l’expulsion de lignes de champ magnétique du noyau, selon un mécanisme proche de celui à l’origine de l’apparition des tâches solaires.

L’Arctique présente des paysages extrêmement diversifiés : banquise, côtes découpées, plaines côtières, collines et montagnes dépassant 6.000 mètres au-dessus du niveau de la mer (Le Mont McKinley à 6.194 m., dans le parc de Denali en Alaska), rivières et lacs, toundra et possède les plus grandes forêts au monde (Taïga russe).

Sources Digital chart of the world ; Institut Géographique National français (IGN). AMAP, 1997. Arctic Pollution Issues : A State of the Arctic Environment Report.

Le terme d’origine russe toundra désigne la formation végétale circumpolaire qui succède vers le nord à la taïga (qui accueille des arbres). Elle se développe sur un sol gelé en permanence, du moins en profondeur, le pergélisol . Du sud au nord, on rencontre d’abord la toundra arbustive avec des landes à arbustes comprenant de nombreuses espèces de saules herbacés nains, des landes puis des pelouses (toundra herbeuse), enfin des zones où la végétation n’est plus représentée que par des mousses et des lichens (dont certains sont consommés par les rennes). Toutes ces plantes ont une croissance ralentie par les conditions climatiques (gel, vents, etc.), l’alternance d’une longue nuit hivernale et d’un long jour estival, et la pauvreté du sol. Cette dernière est due à la faible activité bactérienne : elle ne décompose que très peu la matière organique qui s’accumule et donne naissance à la tourbe. La courte période végétative est cependant suffisante pour attirer de nombreux oiseaux migrateurs (eider, bernache, oie des neiges, etc.) et en faire une zone de vie animale intense et de reproduction.

Amas de glaces flottantes, formé par la congélation de l’eau de mer, aussi appelé pack. La banquise est constituée de glace annuelle qui se forme au début de l’hiver (embâcle) et fond au printemps (débâcle) et de glace polaire vieillie. Elle est soumise à des mouvements de marée et à des dérives provoquées par les courants marins et les vents.

Le pergélisol est un horizon de subsurface qui ne dégèle pas pendant au moins 2 années consécutives. Il enregistre le déficit thermique climatique sur une durée longue (103 ans) avec une accumulation de glace en lentilles, surtout dans les premiers 10 m du sol.

Son horizon supérieur dégèle chaque année : c’est la couche active où se forment des cercles de pierres, des cryoturbations. Le pergélisol actuel s’étend à basse altitude entre 57°N sur les façades orientales de continent et 70°N sur les façades occidentales. Son épaisseur varie de 20 m au Sud pour atteindre 300m dans les zones déglacées il ya 10.000 ans et plus de 600m dans les secteurs hypercontinentaux non-englacé au Quaternaire ( Sibérie). Le record est détenu par les Monts de Verkoyansk, à l’Est de la Sibérie avec plus de 1.000m de profondeur. Le pergélisol peut être continu au Nord ( > 80% de la surface), discontinu (entre 30 et 80%) et sporadique au Sud (Islande, Laponie, Québec).

Au plus chaud de l’Holocène, il y a 8.000 ans, le pergélisol s’est restreint à la zone incluse dans le cercle polaire arctique. Depuis il a à nouveau progressé vers le Sud. Consécutivement à la baisse de l’insolation estivale au cours de l’Holocène, la propagation actuelle du pergélisol vers le sud atteint environ un 1/3 de son extension au dernier maximum glaciaire.

Le pergélisol arctique est vieux (7-5 millons d’années) selon les auteurs russes. Son inertie thermique l’a fait résister en profondeur, aussi bien au réchauffement du Pliocène inférieur (4,2 millions d’années, palmiers aux Pays Bas !) qu’au plus chaud des interglaciaires du Quaternaire récent, l’Eemien (132-110.000 ans, poissons portugais au Danemark !). Une grande quantité de glace s’est formée dans l’horizon sommital du pergélisol lors d’épisodes humides et chauds, par exemple il y a 8.000 ans. Le pergélisol plus récent est moins riche en glace. Quand cette glace accumulée fond, le sol s’affaisse : il se forme des lacs thermokarstiques. Ceci c’est déjà produit au début de l’Holocène et avant le Petit Age Glaciaire.

Lorsque le pergélisol se refroidit, il peut incorporer des tourbes, bloquant la production annuelle de méthane, notamment en zone subarctique continentale. En profondeur, vers 200 m, des hydrates de gaz (méthane) peuvent s’y accumuler en grande quantité ; à plus faible profondeur, ils ne se forment pas.

Le réchauffement actuel

Le pergélisol se réchauffe actuellement de manière modérée, tamponné par sa teneur en glace. Ce sont surtout les hivers qui sont plus chauds. Au Spitzberg, toutes conditions égales, la profondeur moyenne d’enfoncement du pergélisol continu est de 40 cm par rapport aux années 1980 (ITEX, modélisations, CRYOCLYM). En Alaska, en Islande et au Spitzberg, les formes de pergélisols discontinu ou sporadique se dégradent et disparaissent. Avec un réchauffement important du climat, on peut s’attendre à une rétraction du pergélisol dans ses limites d’il y a 8.000 ans, mais pas à sa disparition totale. Dans la plupart des régions à pergélisol, les perturbations liées aux activités humaines favorisent sa fonte comme en Sibérie ou au Nord du Québec (déforestation, circulation, plans d’eau). L’augmentation actuelle des précipitations estivales accélère ce processus, comme pour les glaciers. Actuellement, la production de méthane reprend dans les tourbières dégelées, mais le risque de dégazage d’hydrates en provenance du pergélisol est quasi-inexistant. En zone côtière, le relèvement du niveau marin, l’augmentation de la violence des tempêtes et un point de congélation plus bas de l’eau de mer font que le pergélisol littoral se dégrade très vite, sans que cela soit dû à un relèvement des températures.

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