Neige de demain

Neige de demain | Le permafrost face au changement climatique

Le dégel : les Alpes s'effritent !

28/02/2022

Glacier rocheux actif dans le Hochebenkar au-dessus d'Obergurgl, Alpes de l'Ötztal. Le glacier rocheux avance en moyenne de 2 à 3 mètres par an vers la vallée, son front se situe à environ 2.300 m d'altitude. — Glacier rocheux actif dans le Hochebenkar au-dessus d'Obergurgl, Alpes de l'Ötztal. Le glacier rocheux rampe en moyenne de 2 à 3 mètres par an vers la vallée, son front se situe à environ 2.300 m
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Tobias Hipp

Permafrost - sol gelé de manière permanente et continue. Association directe : les vastes étendues de toundra en Sibérie, où les maisons sont pour cette raison construites sur "pilotis", la nature sauvage du nord du Canada ou le froid glacial de l'Arctique - tout cela est vraiment très loin. Mais quel est le rapport entre le Kitzsteinhorn, la Zugspitze, le Gemsstock ou l'Aiguille du Midi et pourquoi une pente nord de 40° n'a pas seulement à voir avec la planification des randonnées et la situation des avalanches ? Vous le découvrirez dans ce numéro de "Neige de demain".

Indicateur climatique invisible

Les langues glaciaires qui se retirent sont des signes clairs et visibles à l'œil nu que le climat se réchauffe beaucoup trop rapidement dans les Alpes - plus de +2 °C depuis la fin du 19e siècle déjà. Le permafrost (alpin) est un autre indicateur climatique significatif : il se cache discrètement sous la surface de la terre dans les sols, les éboulis ou les parois rocheuses - mais son importance et surtout ses effets lorsqu'il dégèle sont tout sauf discrets.

Si le sol ou les roches restent durablement en dessous de 0 °C pendant au moins deux années consécutives, on parle de permafrost - c'est-à-dire de matériau gelé en permanence, qu'il y ait de la glace ou non. La couche supérieure du sol dégèle certes chaque été jusqu'à une certaine profondeur, appelée couche de dégel, mais en dessous de cette couche, la température du sol ou de la roche ne dépasse jamais le point de congélation - et c'est le cas depuis plus de 10 000 ans, depuis la fin de la dernière période glaciaire.

Neige de demain

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Profil schématique de la température dans le pergélisol. Dans la couche de dégel, la température varie de gelée (hiver) à dégelée (été). En dessous, la température reste durablement en dessous de zéro : c'est le pergélisol. En raison de la chaleur provenant de l'intérieur de la terre, la température du sol dépasse à nouveau le 0° à une certaine profondeur. — Profil schématique des températures dans le pergélisol. Dans la couche de dégel, la température varie de gelée (hiver) à dégelée (été). En dessous, la température reste durablement en dessous de zéro : c'est le permafrost. En raison de la chaleur provenant de l'intérieur de la terre, la température du sol dépasse à nouveau le 0° à une certaine profondeur.

Nötzli & Gruber, 2005: Jahrbuch des Vereins zum Schutz der Bergwelt, München

Un patchwork glacé

Le permafrost peut se former dans des régions climatiques où la température moyenne annuelle est de l'ordre de -6 à -8 °C ou moins. Ainsi, dans l'Arctique (Sibérie, Canada), le sol est gelé sur des milliers de kilomètres carrés, sur toute la surface, jusqu'à des profondeurs de 900 m ou plus - on parle de permafrost continu. Dans les Alpes et dans toutes les hautes montagnes du monde, le tableau est différent : plus nous montons en altitude, plus nous nous rapprochons des conditions climatiques de l'Arctique (moyenne annuelle Zugspitze, 2962 m : -4 °C) et les versants nord sont nettement plus froids que les versants sud. C'est pourquoi, dans les Alpes, on trouve du permafrost au-dessus de 2 500 m environ dans les expositions ombragées et les parois rocheuses côté nord, tandis que côté sud, la limite inférieure du permafrost est nettement plus élevée.

Un autre phénomène favorise le permafrost alpin : les grandes surfaces ou pentes d'éboulis retiennent pour ainsi dire l'air froid de l'hiver dans les espaces intermédiaires et refroidissent le sol jusqu'à 4 °C par rapport à la température de l'air environnant. Sous de tels éboulis et moraines, le pergélisol peut donc se maintenir à des altitudes nettement plus basses. Le meilleur exemple - et aussi la seule forme de permafrost visible à l'œil nu - sont les glaciers rocheux : une masse de blocs, de débris et de glace rampant lentement vers le bas de la pente.

Comparée à l'Arctique, l'existence du permafrost dans les Alpes dépend donc de beaucoup plus de facteurs, en particulier l'altitude, l'exposition de la pente, l'inclinaison de la pente et la nature de la surface. La répartition du permafrost alpin ressemble donc davantage à un patchwork - on parle de permafrost discontinu ou sporadique. Néanmoins, on trouve par exemple du permafrost sur un peu plus de 5% du territoire suisse.

Il dégèle en sous-sol

La dernière décennie a été globalement la plus chaude de l'histoire de la Terre, et les dernières années ont toutes été des années record en ce qui concerne la température de l'air. Il faut un peu plus de temps que pour la glace gelée pour que les températures chaudes de l'air pénètrent dans le sol ou la paroi rocheuse. L'effet d'une année ou d'un été chaud ne se manifeste donc pas immédiatement comme pour la fonte des glaciers, mais seulement avec un décalage dans le temps pouvant aller jusqu'à plusieurs saisons. Or, la tendance est clairement arrivée : jamais auparavant on n'avait mesuré des températures sol/roche aussi élevées dans le pergélisol que l'été dernier, et la vitesse du réchauffement est alarmante. En Suisse, par exemple, à une profondeur de 20 mètres, le permafrost s'est réchauffé de 0,8 à 1,0 °C au cours des 20 dernières années ; dans les couches de sol plus basses, c'est nettement plus. Depuis 1850, la limite inférieure du permafrost s'est déplacée d'environ 150 m vers le haut. Avec un réchauffement supplémentaire de 1,5 °C, la limite du permafrost monterait encore de 200 à 750 m.

Carte du permafrost en Suisse

Bundesamt für Umwelt, Schweiz (BAFU)

La colle des Alpes se fragilise

En haute montagne, la stabilité de pans entiers de montagne, de pentes d'éboulis et de moraines, voire de parois rocheuses, peut dépendre directement du permafrost. Plus le mélange de roche et de glace est froid, plus l'ensemble est stable : le permafrost froid est la colle des Alpes. Et il n'est pas du tout important que le permafrost dépasse vraiment la limite de 0 degré et disparaisse durablement : le simple fait de chauffer le matériau dans une plage comprise entre -2 et -4 °C suffit à rendre la masse plus molle et à la faire ramper. Plus la chaleur pénètre profondément dans la montagne et plus la couche de dégel est épaisse, plus la quantité de matériau mobilisable est importante et plus la probabilité que de la glace stabilisante dégèle dans les fissures et les crevasses gelées de la roche est élevée. En combinaison avec l'escarpement des Alpes, les conséquences sont évidentes : les pentes peuvent ramper vers la vallée, les chutes de pierres des parois rocheuses augmentent et les fondations de cabanes et de téléphériques, jusqu'alors stables, s'affaissent. Le permafrost, qui dégèle, est même de plus en plus souvent désigné comme le principal responsable du déclenchement de grands éboulements et de chutes de pierres.

Les sports de montagne face à des conditions changeantes

En bref, les dangers de la haute montagne changent, augmentent en surface et nous placent, nous les amateurs de sports de montagne, devant de nouveaux défis. Pendant des décennies, le permafrost froid et stable a permis de contenir les dangers alpins, notamment les chutes de pierres et les éboulements, le long de nombreuses voies normales classiques ou dans les faces nord des hautes montagnes des Alpes, le risque était plus calculable. Aujourd'hui, les fenêtres de temps pour des ascensions sûres sont de plus en plus courtes et certains itinéraires sont même impraticables.

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De la pratique 1 : la petite lentille de permafrost entre le Tyrol et la Bavière

Il n'est pas nécessaire de se rendre dans l'Arctique pour être confronté au permafrost : dans les Alpes orientales, le permafrost est répandu le long de la crête principale des Alpes, mais il peut également être présent dans les Préalpes inférieures, comme dans le Karwendel ou les Alpes de Berchtesgaden. Des mesures effectuées le long d'une galerie à l'intérieur de la Zugspitze ont permis de mettre en évidence une petite zone de permafrost entre la Bavière et le Tyrol. Si la tendance actuelle au réchauffement de la température de l'air et du sol se poursuit comme actuellement, la lentille de permafrost bavaroise-tirolienne aura probablement disparu vers 2040.

Sur le terrain 2 : un refuge se délabre

Pendant plus de 120 ans, le refuge Hochwildehaus du DAV, situé à 2 883 m d'altitude, est resté stable au bord du Gurgler Ferner dans les Alpes de l'Ötztal. Pendant des décennies, de petites lentilles de glace ont été stockées sous le refuge, gelées en permanence dans ce que l'on croyait être le permafrost éternel. Les lentilles de glace ont maintenant dégelé, le sol s'est affaissé avec le refuge, ce qui l'a rendu vétuste. La station amont du téléphérique du Gemsstock, située à environ 3.000 m près d'Andermatt, doit également faire face à ce problème et doit être sécurisée à grands frais sur le plan technique. Ces exemples ne resteront pas isolés : de nombreuses cabanes, fondations de téléphériques ou stations de montagne dans les Alpes se trouvent encore sur le pergélisol, mais précisément dans la zone d'altitude où la limite inférieure du pergélisol se déplace actuellement vers le haut, ce qui entraîne les changements les plus importants.

Neige de demain

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Répartition du permafrost à la Zugspitze : les surfaces violet foncé signalent une forte probabilité de permafrost. La probabilité élevée de permafrost sur la face nord et dans les grandes coulées de débris côté nord sur le plateau de la Zugspitze est caractéristique. — Répartition du permafrost à la Zugspitze : les zones violet foncé signalent une forte probabilité de permafrost. La probabilité élevée de permafrost sur la face nord et dans les grandes coulées de débris côté nord sur le plateau de la Zugspitze est caractéristique
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LFU

De la pratique 3 : bombardement permanent du Mont Blanc

En moyenne, plus de 21.000 alpinistes par saison, soit 300 par jour, se dirigent vers le plus haut sommet des Alpes, le Mont Blanc, par la voie normale, via le refuge Tête Rousse et le refuge du Goûter. Et chaque année, de manière presque prévisible, des chutes de pierres provenant du couloir du Goûter (affectueusement appelé "Death Couloir" en anglais) provoquent de graves accidents. Les températures élevées des derniers étés records ont fortement réchauffé le permafrost dans la partie supérieure du couloir et une étude récente montre une augmentation des chutes de pierres.

Depuis la pratique 4 : grands éboulements sur des montagnes connues

Il est généralement difficile d'identifier le permafrost dégelant comme seul déclencheur de grands éboulements, car trop d'autres paramètres contribuent à un tel événement majeur, comme par exemple de petits tremblements de terre imperceptibles, des pluies intenses et des événements météorologiques extrêmes, ou encore la fonte des glaciers au pied des parois. Mais au cours de la dernière décennie, les événements se sont multipliés et la corrélation entre l'augmentation des températures, le déplacement de la limite inférieure du permafrost et l'événement d'éboulement s'est renforcée. Rien qu'en Suisse, au moins 12 éboulements importants ont été observés dans des zones de permafrost, dont par exemple au Piz Cengalo dans le Bergell (1,5 million de m³ en 2013 ; plus de 3 millions de m³ en 2017), au Birghorn (500 000 m³, 2011) ou au Piz Kesch en Engadine (150 000 m³, hiver 2014). Entre-temps, des éboulements importants se répètent régulièrement sur les pics granitiques du massif du Mont-Blanc, en particulier à l'Aiguille du Dru.

Des fondations instables et une maison de haute montagne délabrée à cause du dégel du permafrost — Fondations instables et maison des grands fauves délabrée à cause du dégel du permafrost

DAV

Digression mondiale : la bombe climatique du dégel du permafrost

Le permafrost existe sur environ un quart de la surface terrestre de l'hémisphère nord. Alors que le pergélisol des Alpes est important pour la stabilité de nos montagnes, le pergélisol arctique remplit encore une fonction centrale de stockage du carbone et constitue une bombe à retardement climatique.

Depuis des millénaires, la matière organique (par exemple les plantes) et donc de grandes quantités de carbone ont été stockées dans le pergélisol et conservées durablement. Concrètement, cela représente environ 1.500 gigatonnes (1 gigatonne = 1 milliard de tonnes) de carbone, soit environ le double de la quantité actuellement présente dans l'atmosphère. Parallèlement, l'Arctique se réchauffe deux fois plus que la moyenne mondiale et le permafrost dégèle sur de grandes surfaces. Il en résulte des paysages marécageux et des lacs dans lesquels la matière organique se décompose et est libérée dans l'atmosphère sous forme de méthane. Le méthane est un gaz à effet de serre quatre fois plus puissant que le CO₂. En se réchauffant, le permafrost se transforme donc de puits de carbone (il retire du carbone de l'atmosphère et le stocke) en source de carbone (le permafrost libère plus de carbone dans l'atmosphère qu'il ne peut en stocker).

Si ce "Tipping Point" (un numéro de NeigeMatin a déjà été consacré à ce sujet), le pergélisol accélérera le réchauffement climatique dans des proportions encore incertaines mais alarmantes, et deviendra l'une des plus grandes sources de gaz à effet de serre.

Plus d'informations et de cartes sur le pergélisol dans les Alpes:

Dr Tobias Hipp est géographe physique et a obtenu son doctorat en Norvège à l'Université d'Oslo sur les effets du changement climatique sur le permafrost alpin dans les montagnes de Norvège. Il travaille principalement pour le Club alpin allemand, au département de la protection de la nature et de la cartographie.

Eboulement au Grand Dru, massif du Mont-Blanc — Eboulement au Grand Dru, massif du Mont Blanc

Ludovic Ravanel

Galerie photo

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