Les côtes de l’Arctique disparaissent dans la mer à un rythme alarmant, obligeant des communautés entières à déménager à mesure que les falaises s’effondrent et que les rivages reculent. Cette érosion est provoquée par une combinaison de l’élévation du niveau de la mer, de l’action intensifiée des vagues et du dégel généralisé du pergélisol, un sol resté gelé pendant des siècles. Pour comprendre comment ces forces se combinent pour déstabiliser les côtes, les chercheurs ont maintenant recréé un environnement arctique miniature en laboratoire.
Reproduire les conditions arctiques en laboratoire
Olorunfemi Omonigbehin et ses collègues, publiant dans le Journal of Geophysical Research : Earth Surface, ont construit du pergélisol artificiel en mélangeant du sable et de l’eau dans des proportions précises, en compactant le mélange sous haute pression, puis en le congelant. Ce processus imitait les sols denses et riches en glace que l’on trouve le long de nombreuses côtes de l’Arctique.
Les chercheurs ont ensuite soumis ces blocs de pergélisol artificiel à l’action simulée des vagues dans un canal à vagues refroidi, un réservoir long et étroit conçu pour générer et étudier les effets des vagues. En faisant varier systématiquement la hauteur et la fréquence des vagues, ils ont observé comment le pergélisol artificiel répondait à différents scénarios d’érosion.
Principales conclusions : la hauteur et la fréquence des vagues comptent
L’expérience a reproduit les schémas d’érosion observés, dans lesquels les vagues creusent la base des falaises côtières, compromettant leur stabilité. La hauteur des vagues s’est avérée être le facteur le plus important dans le taux d’érosion : les conditions de vagues élevées ont provoqué deux fois plus d’érosion que les conditions de vagues faibles. Cela signifie que même une augmentation relativement faible de l’intensité des tempêtes ou du niveau de la mer peut considérablement accélérer le retrait des côtes.
Cependant, la fréquence des vagues a également joué un rôle essentiel dans la formation du profil d’érosion : des fréquences plus élevées ont creusé des entailles plus profondes dans la base du pergélisol. Cela suggère que le timing des impacts des vagues, et pas seulement leur force, est crucial pour déterminer la rapidité avec laquelle les côtes s’érodent.
Le paradoxe du contenu de la glace
Il est intéressant de noter que l’augmentation de la teneur en glace du pergélisol artificiel a initialement ralenti l’érosion. En effet, la glace met plus de temps à fondre, offrant ainsi une résistance temporaire à l’action des vagues. Toutefois, les chercheurs préviennent que cette stabilité est trompeuse.
Si le réchauffement climatique se poursuit au rythme actuel, les côtes à forte teneur en glace pourraient connaître un effondrement soudain et catastrophique. Cette découverte concorde avec la théorie plus large selon laquelle le changement climatique déclenchera des points de bascule irréversibles, où un réchauffement progressif entraînera des changements brusques et irréversibles dans les écosystèmes. La stabilité temporaire fournie par une teneur élevée en glace pourrait simplement retarder l’effondrement inévitable, le rendant encore plus dramatique lorsqu’il se produira.
Implications pour les communautés côtières
Cette recherche fournit des informations précieuses pour les communautés côtières confrontées à des risques d’érosion. Les résultats soulignent l’importance de prédire avec précision les taux d’érosion, en tenant compte à la fois de la hauteur et de la fréquence des vagues. Ils soulignent également les dangers de compter sur une stabilité temporaire fournie par une forte teneur en glace, car cela pourrait masquer une instabilité sous-jacente.
L’étude souligne le besoin urgent de mesures d’adaptation proactives, telles que le déplacement des infrastructures loin des rivages en érosion et la mise en œuvre de stratégies de protection côtière. Ignorer ces risques pourrait avoir des conséquences dévastatrices pour les communautés déjà vulnérables aux effets du changement climatique.
Le littoral arctique évolue rapidement et comprendre la dynamique de l’érosion est essentiel pour protéger à la fois les populations humaines et les écosystèmes fragiles. Cette recherche constitue une étape cruciale vers une meilleure prévision et atténuation des risques d’effondrement côtier.
