Il est bien établi que, dans les années à venir, des quantités croissantes de dioxyde de carbone dans l'air provoqueront un changement climatique, entraînant ainsi la fonte des calottes glaciaires à un rythme accéléré et l'élévation du niveau de la mer à l'échelle mondiale. Une nouvelle découverte scientifique, cependant, met en évidence un effet direct troublant et totalement séparé du carbone sur la glace - un effet qui n’a absolument rien à voir avec le réchauffement.
Comme le prouve une étude publiée hier dans le Journal of Physics D, des chercheurs du MIT ont découvert que le simple fait d’être en présence de concentrations accrues de dioxyde de carbone provoque un affaiblissement important de la glace, une résistance réduite et une ténacité supérieure, quelle que soit la température. Avec suffisamment de dioxyde de carbone dans l'air, cela seul pourrait rendre les glaciers plus susceptibles de se fendre et de se fracturer. Ajoutez à cela que les températures mondiales vont continuer à se réchauffer, en particulier autour des pôles, et la combinaison de ces deux facteurs pourrait signifier que les calottes glaciaires vont fondre encore plus rapidement que ne l'avaient prévu les experts.
"Si les calottes glaciaires et les glaciers continuaient à se fissurer et à se fragmenter, leur surface exposée à l'air serait considérablement augmentée, ce qui pourrait conduire à une fonte accélérée et à une zone de couverture terrestre considérablement réduite", a déclaré l'auteur principal de l'étude. Markus Buehler. «Les experts doivent encore explorer les conséquences de ces changements, mais ils pourraient contribuer aux changements du climat mondial.»
Buehler et son co-auteur, Zhao Qin, ont utilisé des simulations informatiques au niveau atomique pour évaluer la dynamique de la résistance de la glace en présence de diverses concentrations de dioxyde de carbone. Ils ont constaté que le gaz diminue la force de la glace en interférant avec les liaisons hydrogène qui maintiennent ensemble les molécules d'eau dans un cristal de glace. Spécifiquement, au niveau atomique, le dioxyde de carbone entre en compétition avec les molécules d’eau liées et, à des concentrations suffisamment élevées, les déplace des liaisons et les remplace.
Les molécules de dioxyde de carbone commencent à s'infiltrer dans un morceau de glace au niveau d'un bord extérieur, puis se séparent lentement en migrant vers l'intérieur lorsqu'une fissure se forme. Ce faisant, ils attirent également les molécules d'eau vers l'extérieur du bord en formant des liaisons avec les atomes d'hydrogène de ces molécules, en laissant des liaisons brisées au sein de la structure cristalline et en diminuant la force globale de la glace. Les simulations ont montré que la glace infiltrée de dioxyde de carbone au point que le gaz occupe deux pour cent de son volume est environ 38% moins forte.
"Dans un certain sens, la fracture de la glace due au dioxyde de carbone est similaire à la dégradation de matériaux due à la corrosion, par exemple la structure d'une voiture, d'un bâtiment ou d'une centrale électrique où les agents chimiques" rongent "les matériaux, qui se détériorent lentement. »A déclaré Buehler à Environmental Research Web . Les chercheurs expliquent que les glaciers commencent généralement à se briser avec la formation de petites fissures, ce qui pourrait entraîner d'autres fractures à grande échelle, comme celle qui s'est récemment produite en Antarctique et qui a produit un fragment plus gros que la ville de New York.
Comme la découverte est la première preuve de ce phénomène, il est trop tôt pour dire à quel point cela accélérera la fonte des glaces au-delà des prévisions précédentes. Cependant, il existe plusieurs mécanismes qui pourraient amener les experts à réviser à la hausse leurs estimations concernant la fonte des glaces et l'élévation du niveau de la mer compte tenu de l'augmentation continue des émissions de gaz à effet de serre.
En plus de l'évidence - un air plus chaud associé à une glace plus faible signifie un taux de fusion plus rapide - il y a le fait que les calottes glaciaires jouent un rôle crucial dans la réflexion de la lumière solaire dans l'espace. Actuellement, ils couvrent environ sept pour cent de la surface de la terre, mais sont responsables de la réflexion de 80 pour cent des rayons du soleil. En effet, la couleur blanche brillante de la glace lui permet de refléter la lumière plus efficacement que presque tout autre type de couverture végétale.
Si des concentrations accrues de dioxyde de carbone et des températures plus chaudes entraînent une fonte rapide de la glace, cette glace blanche et brillante sera remplacée par une eau de mer sombre. De plus en plus de soleil pénétrait et restait dans l'atmosphère, provoquant ainsi un réchauffement croissant. Cette boucle de rétroaction positive pourrait constituer l’un des «points de basculement» redoutés que les climatologues craignent pouvoir envoyer notre climat sur une trajectoire incontrôlée de calamité.
Étant donné que le document ne traite que de la glace au niveau microscopique, l'étape suivante consisterait à tester l'effet de l'augmentation des concentrations de dioxyde de carbone sur la glace en laboratoire pour vérifier si les effets du modèle simulé sont bien réels. Bien sûr, si rien ne change en termes d'émissions de carbone, nous pourrions bien avoir la possibilité de voir si ces effets se produisent à une plus grande échelle - dans les glaciers et les calottes glaciaires du monde.
