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Comptes rendus

Olav Slaymaker and Richard E.J. Kelly, The cryosphere and global environmental change .

Blackwell, 2007, 261 p.
Denis Mercier
p. 273-274

Texte intégral

1Olav Slaymaker, professeur émérite à l’université de Colombie-Britannique à Vancouver, ancien président de l’Association Internationale des Géomorphologues (IAG), s’est associé à Richard E.J. Kelly, professeur à l’université Waterloo en Ontario, spécialiste de télédétection des environnements froids, pour nous livrer une synthèse magistrale sur une thématique d’actualité : les relations entre la cryosphère et le changement climatique planétaire. L’ouvrage, destiné surtout aux étudiants de géographie, des sciences de l’environnement et des sciences de la Terre, est très bien présenté, abondamment illustré, avec un cahier central de planches en couleur, vingt-neuf pages de bibliographie et un index à la fois thématique et géographique. La cryosphère est analysée dans toutes ses composantes (inlandsis, banquise, neige, glace des lacs et des rivières, glaciers et pergélisol), ce qui rend cette synthèse originale. L’ouvrage s’ouvre par une préface résumant les grandes conclusions des deux rapports fondamentaux de l’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) et de l’Arctic Climate Impact Assessment (ACIA).

2Le premier chapitre s’attache à identifier les modifications de la couverture neigeuse, des surfaces englacées et celles de la répartition spatiale du pergélisol en relation avec les changements climatiques planétaires. Chaque composante de la cryosphère est analysée successivement. Le rôle majeur de la cryosphère dans le système climatique est rappelé, notamment à travers les modifications de l’albédo et des boucles de rétroactions engendrées par ses changements. Les aspects connexes, comme les conséquences hydrologiques, la libération du carbone, la circulation océanique, l’élévation du niveau de la mer, les impacts écologiques et socio-économiques sont rapidement abordés. Le lecteur accède ainsi, dès le premier chapitre, à une synthèse en vingt-neuf pages, claire et bien illustrée notamment par des cartes circumpolaires originales, dont les limites méridionales correspondent aux limites des bassins versants rattachés à l’océan Glacial Arctique. Le deuxième chapitre est consacré aux aspects méthodologiques de mesure in situ et aux problèmes de transferts d’échelle, du local au planétaire. La variabilité de la couverture spatiale de la cryosphère pose problème. À titre d’exemple, la couverture neigeuse hivernale peut atteindre cinquante pour cent des surfaces terrestres de l’hémisphère nord et se réduire uniquement à un pour cent en été. Par ailleurs, l’immensité de l’espace à cartographier ne facilite pas la tâche des chercheurs bien que les progrès technologiques des dernières décennies facilitent les synthèses cartographiques. Ainsi, les réseaux de mesures in situ sont présentés pour la température de l’air, les couvertures neigeuses, la banquise, les glaciers, le pergélisol, les rivières et les lacs. Le troisième chapitre analyse le rôle de la cryosphère en tant que régulateur d’énergie et de stock d’eau aux échelles locale et planétaire. L’approche systémique privilégie la quantification des budgets de masse de glace et de masse d’énergie et celle des flux, avec les entrées et les sorties du système. Ce chapitre est donc essentiellement une synthèse des publications dans les domaines de l’hydrologie et de la climatologie. Cependant, ces flux d’énergie et d’eau ayant des conséquences sur les flux et les budgets sédimentaires, ce dernier aspect, cher à Olav Slaymaker, est évoqué à la fin du chapitre. Dans le quatrième chapitre, l’analyse par télédétection spatiale à l’échelle de tout le bassin arctique démontre les bouleversements majeurs au sein de la cryosphère. Logiquement, ce chapitre aurait pu être placé juste après l’analyse des mesures in situ, et avant l’approche systémique des bilans d’énergie. La télédétection s’impose ici comme outil d’analyse privilégié des changements spatiaux de la cryosphère. Cette révolution technique, par ailleurs bien décrite dans un des ouvrages de Frédérique Rémy (2003), scientifique française malheureusement ignorée des deux auteurs anglophones de ce manuel, a été certainement la plus grande avancée de ces dernières décennies. Elle autorise une cartographie des espaces immenses et difficiles d’accès et apporte des éléments quantitatifs utilisables pour la modélisation des évolutions passées des dernières décennies, paramètres utiles pour la prévision des scénarios à venir. Une présentation des satellites utilisables pour l’étude de la cryosphère est menée de manière synthétique. Puis, chaque composante de la cryosphère est analysée séparément. La variabilité temporelle de la cryosphère à l’échelle du Quaternaire est l’objet du chapitre suivant. Il est rappelé en exorde que l’accroissement de nos connaissances sur cette période est la deuxième des trois plus grandes avancées dans les paradigmes des sciences de la Terre depuis les années 1960, après la tectonique des plaques et avant le changement planétaire de l’environnement. Selon les auteurs, il faut en effet garder à l’esprit que les changements environnementaux sont la « norme géologique » à l’échelle spatiale du local au planétaire ; les refroidissements se mettent en place lentement alors que les réchauffements sont rapides, parfois même spectaculaires et imprévisibles ; enfin les systèmes environnementaux sont rarement en équilibre avec le climat ou les usages du sol aux différentes échelles temporelles. De ce fait, les paysages actuels sont considérés comme des paysages en transition. L’unicité du Quaternaire est résumée. Au cours des 2,4 derniers millions d’années, limite temporelle discutable mais retenue par les auteurs, les signatures isotopiques nous indiquent que ce ne sont pas moins de quatre-vingt-dix alternances de refroidissements et de réchauffements qui se sont succédé. Cette fréquence élevée des changements est expliquée par les théories astronomiques que les auteurs de ce manuel résument et critiquent. Si les paramètres astronomiques permettent de comprendre l’essentiel des séquences temporelles, certains forçages, comme les gaz à effet de serre et les boucles de rétroaction impliquant la cryosphère et son albédo différentiel, apparaissent comme des facteurs fondamentaux, aux côtés de la circulation océanique. Les événements de Heinrich et de Dansgaard-Oeschger sont présentés avec l’ampleur des variations thermiques associées de l’ordre de la dizaine de degrés. Une discussion est menée sur la reconstruction spatiale des glaciations à partir des indices géomorphologiques, de même que sur l’établissement des modèles numériques permettant de quantifier les volumes et les paléo-dynamiques des glaciers au cours des séquences froides et des phases de réchauffement qui les ont suivies. Les variations spatiales du pergélisol, celles de la limite des arbres et celles des neiges, au cours du Quaternaire, font l’objet d’une courte présentation. Ce cinquième chapitre s’achève par une réflexion sur les évolutions des systèmes fluviaux proglaciaires et éoliens au cours du dernier maximum glaciaire et de la déglaciation qui a suivi. Cette séquence est qualifiée par les auteurs de « paraglaciation ». Ils estiment en effet, que les avancées et les retraits des masses glaciaires, du pergélisol et des limites des neiges ont grandement influencé la distribution des sédiments à la fois sur les surfaces terrestres, mais aussi dans les océans. L’exemple des vastes plaines d’épandage fluvioglaciaires en illustre toute l’importance. Les auteurs abordent alors la définition du concept de paraglaciaire en évoquant les travaux de leurs collègues de l’université de Colombie-Britannique, J. M. Ryder et M. Church, en guise de transition avec le chapitre suivant, qui lui sera en grande partie consacrée. La variabilité de la cryosphère dans le temps et dans l’espace est l’objet du sixième chapitre, le plus intéressant du point de vue géomorphologique. Partant de la caractéristique éphémère de la cryosphère, les auteurs démontrent par une analyse scalaire emboîtée les types de transitions du glaciaire et du périglaciaire vers le paraglaciaire et le postglaciaire. Les concepts de « landscapes » et de « landsystems » sont utilisés pour montrer comment la cryosphère a bouleversé les évolutions quaternaires. Les perturbations du drainage, les cirques, les fjords, les strandflats apportent autant d’exemples marquant l’empreinte des glaciers à l’échelle continentale. À cette même échelle, les limites des paysages périglaciaires ont été cartographiées sur la base de la distribution spatiale des paléo-formes, notamment en Europe. Pour les paysages paraglaciaires, les hydrosystèmes fluviaux de la Colombie-Britannique, étudiés par O. Slaymaker et M. Church, démontrent parfaitement comment les taux d’érosion sont encore aujourd’hui influencés par les héritages des glaciations. Pour les auteurs, il n’y a pas, à l’échelle du Canada, d’équilibre entre le climat, l’hydrologie, les taux de dénudation et les transferts sédimentaires. À une échelle intermédiaire, les paysages proglaciaires des sandurs, les chenaux sous-glaciaires et les dépôts associés sont étudiés. Ensuite, ce sont les modelés périglaciaires d’échelle intermédiaire comme les palses et les pingos qui servent d’exemples. À cette échelle spatiale, les paysages paraglaciaires fluviaux d’aggradation et les cônes de déjection, étudiés par J. Ryder dans sa thèse il y a presque quarante années, sont présentés. Les processus post-glaciaires comme les chutes de blocs, la gélifluxion, les effondrements, les glissements, les coulées de débris, les coulées torrentielles, les processus glaciolacustres et glaciomarins, sont considérés comme paraglaciaires lorsqu’ils résultent de l’influence d’un héritage glaciaire. À l’échelle locale, les types de paysages glaciaires, proglaciaires, périglaciaires et paraglaciaires sont présentés, avec un accent mis sur les dépôts sédimentaires. Comme la connaissance des faciès paraglaciaires s’améliore, il semble probable qu'ils seront identifiés plus fréquemment dans les enregistrements sédimentaires quaternaires qu’ils ne l’ont été dans les études récentes. Ces séquences de transition autorisent une réflexion fondamentale sur les notions d’équilibre, de résistance, d’effondrement ou de rétablissement. Dans le dernier chapitre, une discussion est menée sur les relations entre sociétés humaines et cryosphère. Les auteurs présentent le concept de « panarchie » proposé par l’écologue C.S. Holling (2002). Celui-ci a développé un modèle montrant comment les écosystèmes se transforment plus ou moins face à une perturbation. Contrairement aux théories expliquant qu’un système croît, se modifie, évolue et demeure durable, C.S. Holling montre comment tous les systèmes complexes, naturels ou construits par l’homme, s’adaptent aux moyens de cycles de changement, rapides ou lents. Ce sont ces cycles de changement qui sont appelés « panarchie » caractérisée par deux phases distinctes. La première est une phase d’expansion et de prospérité accompagnée de croissance et d’accumulation fondée sur l’exploitation de ressources et de conservation. La seconde est une phase de régression, d’effondrement et de réorganisation. Le passage d’une phase à l’autre est difficilement prévisible, et peut survenir soudainement. Chaque niveau de cette « panarchie » évolue à son propre rythme et est influencé par des cycles externes d’échelles spatiales et temporelles différentes. Par exemple, le microclimat d’une couverture neigeuse est contrôlé par la qualité de la neige et la neige elle-même est contrôlée par le climat aux échelles méso ou macro régionales. Les mots clés associés sont : « wealth », la richesse, comme potentiel du système (la neige ou la glace pour la cryosphère) ; « connectedness », la connexion, comprise comme le degré de contrôle qu’un système peut exercer sur des forces externes (un inlandsis va créer une connexion plus grande que la banquise) ; la résilience, définie comme la capacité d’adaptation du système. Ainsi, le concept de panarchie modifie-t-il les approches pour la compréhension de l’évolution des écosystèmes et des systèmes socio-économiques confrontés, comme dans le cas des espaces de la cryosphère, à des modifications majeures depuis la dernière grande glaciation. Les auteurs choisissent alors quelques exemples pour illustrer ces adaptations, les premières occupations humaines en Amérique du Nord dans le passé, et les implications de l’actuelle dégradation des différentes composantes de la cryosphère chez les sociétés qui y vivent. Par ailleurs, le concept de panarchie est, selon les auteurs, compatible avec les concepts de la géomorphologie (complex response, threshold exceedance, landscape sensitivity, vulnerability…).

3La lecture passionnante de ce manuel est à recommander à tous les étudiants et personnes intéressées par l’évolution des milieux froids. De plus, les géomorphologues ont ici l’occasion de voir comment les concepts fondamentaux de leur discipline sont au cœur des problématiques d’actualité, touchant l’ensemble de la planète bien au-delà des régions froides, et comment des concepts de disciplines voisines peuvent venir enrichir leur propre démarche scientifique.

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Bibliographie

Rémy F. (2003)L’Antarctique : la mémoire de la Terre vue de l’espace. CNRS éditions, Paris, 180 p.

Gunderson L.H., Holling C.S. (eds.) (2002)Panarchy: understanting transformations in human and natural systems. Island Press, Washington, 507 p.

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Pour citer cet article

Référence papier

Denis Mercier, « Olav Slaymaker and Richard E.J. Kelly, The cryosphere and global environmental change . », Géomorphologie : relief, processus, environnement, vol. 14 - n° 4 | 2008, 273-274.

Référence électronique

Denis Mercier, « Olav Slaymaker and Richard E.J. Kelly, The cryosphere and global environmental change . », Géomorphologie : relief, processus, environnement [En ligne], vol. 14 - n° 4 | 2008, mis en ligne le 15 avril 2009, consulté le 23 avril 2017. URL : http://geomorphologie.revues.org/7442

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