Injection d'aérosol stratosphérique : de nouvelles recherches découvrent une solution potentielle à la perte de calotte glaciaire causée par le changement climatique.

Une nouvelle étude suggère que l'injection d'aérosols stratosphériques (SAI) pourrait réduire efficacement la fonte des calottes glaciaires causée par le changement climatique. Cependant, cette approche de géo-ingénierie est controversée, se concentrant sur les symptômes plutôt que sur les causes sous-jacentes du réchauffement climatique, avec des impacts incertains sur les systèmes naturels. Crédit : SciTechDaily.com

Les simulations indiquent que l'injection d'aérosols dans la stratosphère pourrait atténuer la fonte des calottes glaciaires causée par le réchauffement climatique.

L'une des nombreuses conséquences du réchauffement climatique est l'élévation du niveau de la mer due à la fonte et au recul des calottes glaciaires et des glaciers de la Terre, ainsi qu'à d'autres sources. À mesure que le niveau de la mer monte, de vastes zones de terres côtières densément peuplées pourraient devenir inutilisables sans une modification côtière extensive. Afin d'éviter cette possibilité, les émissions de carbone doivent atteindre un état net négatif, un état difficile à atteindre dans les circonstances actuelles.

Perte de masse simulée de la calotte glaciaire du Groenland de 1990 à 2090, exprimée sous forme d'élévation du niveau de la mer, dans des conditions différentes : RCP8.5 (rouge ; scénario catastrophe, réchauffement continu), RCP4.5 (vert ; scénario intermédiaire, peut-être réalisable dans les conditions actuelles) et GeoMIP G4 (bleu ; RCP4.5 plus l'injection de 5 millions de tonnes métriques de dioxyde de soufre par an dans la stratosphère de 2020 à 2070). Crédit : Ralf Greve

Il existe de nombreuses propositions pour atténuer considérablement les effets du changement climatique, et les plus vastes d'entre elles impliquent des interventions qui modifieront certains aspects de la planète entière - les techniques de géo-ingénierie. Bien qu'elles présentent certaines promesses, nous ne comprenons pas suffisamment les cycles naturels pour évaluer pleinement les bienfaits de telles interventions.

Une équipe internationale de chercheurs dirigée par le professeur John C. Moore, à l'Université de Laponie, Rovaniemi, Finlande, et le professeur Ralf Greve, à l'Institut des sciences de basse température, de l'Université d'Hokkaido, a utilisé des simulations pour examiner les effets potentiels d'une technique de géo-ingénierie appelée injection d'aérosols stratosphériques sur la fonte des calottes glaciaires. Leurs résultats ont été publiés dans le Journal of Geophysical Research: Earth Surface.

Ralf Greve (à gauche) et John C. Moore (à droite), auteurs de l'étude. Crédit : Ralf Greve, John Moore

« L'injection d'aérosols stratosphériques, ou SAI, introduirait artificiellement des aérosols dans la stratosphère par le biais d'avions ou de ballons à haute altitude pour créer un effet de refroidissement via un obscurcissement mondial et une augmentation de l'albédo - le degré de réflexion de la lumière du Soleil par la Terre », explique Moore.

Moore, Greve et leurs collègues ont utilisé le modèle SICOPOLIS pour simuler les changements de la calotte glaciaire du Groenland pour la période 1990-2090 selon trois scénarios différents : RCP8.5 (scénario catastrophe, réchauffement continu) ; RCP4.5 (scénario intermédiaire, peut-être réalisable dans les conditions actuelles) ; et GeoMIP G4 (RCP4.5 plus l'injection de 5 millions de tonnes métriques de dioxyde de soufre par an dans la stratosphère de 2020 à 2070).

Résultats des simulations SICOPOLIS comparant le changement de la calotte glaciaire du Groenland entre GeoMIP G4 et RCP4.5 : épaisseur de la glace (H). L'injection d'aérosols stratosphériques de dioxyde de soufre aura le plus grand effet protecteur sur les marges de la calotte glaciaire (qui restent plus épaisses ; jaunes et rouges). Crédit : John C. Moore, Ralf Greve et al. Journal of Geophysical Research: Earth Surface. 27 novembre 2023

Les simulations ont montré que l'injection de dioxyde de soufre par SAI aurait un effet protecteur clair sur la calotte glaciaire du Groenland. Avec RCP8.5, il y aurait une perte de glace équivalente à environ 90 mm d'élévation du niveau de la mer ; avec RCP4.5, la perte de glace serait d'environ 60,6 mm d'élévation du niveau de la mer ; mais avec GeoMIP G4, la perte de glace serait limitée à environ 37,6 mm d'élévation du niveau de la mer. Lorsque ces scénarios ont été testés avec un autre modèle, Elmer/Ice, les résultats étaient similaires. Les marges de la calotte glaciaire bénéficieraient le plus avec GeoMIP G4.

« Bien que cette étude montre que l'injection d'aérosols stratosphériques pourrait contribuer à la protection de la calotte glaciaire du Groenland, et donc potentiellement à toutes les autres couvertures glaciaires de la Terre, la géo-ingénierie est un sujet extrêmement controversé », conclut Greve. « Le plus gros problème est qu'elle ne s'attaque qu'aux symptômes du réchauffement climatique, pas à ses causes profondes - et pourrait même retarder les changements nécessaires pour y remédier. De plus, en raison de l'immense complexité des systèmes naturels de la Terre, il est impossible de prédire exactement quels résultats positifs et négatifs pourraient en découler. »

Référence : "Reduced Ice Loss From Greenland Under Stratospheric Aerosol Injection" de John C. Moore, Ralf Greve, Chao Yue, Thomas Zwinger, Fabien Gillet-Chaulet et Liyun Zhao, 27 novembre 2023, Journal of Geophysical Research Earth Surface. DOI : 10.1029/2023JF007112

The study was funded by the National Key Research and Development Program of China, the State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology, the Finnish Academy COLD consortium, the Japan Society for the Promotion of Science, the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology of Japan, and Hokkaido University.