En bref
Une étude suggère qu’il y aurait moins de glace en hiver dans l’Arctique que ne le prévoyaient les modèles. Pour vérifier leurs calculs, les chercheurs ont comparé 27 modèles à des traces de vieilles algues conservées au fond de la mer depuis environ 6 000 ans. Leurs résultats pourraient aussi aider à mieux comprendre les changements de pluie et de neige loin du pôle.
L’hiver arctique ne concerne pas que le pôle
La disparition de la banquise en été attire beaucoup l’attention, mais son évolution en hiver est tout aussi importante. Pendant les mois les plus froids, la glace de l’océan Arctique atteint son étendue maximale annuelle. Cette surface influe sur la quantité de chaleur et d’humidité qui passe de l’océan à l’atmosphère. Estimer la glace hivernale ne revient donc pas à ajouter un détail saisonnier sur une carte climatique : c’est aussi chercher à comprendre comment les changements du pôle peuvent se répercuter sur le temps qu’il fait bien au-delà de ses frontières.
L’hiver arctique ne concerne pas que le pôle
La banquise forme une couverture qui sépare l’eau de l’océan de l’atmosphère. Quand elle recule, une plus grande partie de la mer se retrouve à découvert, ce qui modifie les échanges de chaleur et d’humidité entre l’océan et l’air. Ces changements intéressent les scientifiques, car ils pourraient être liés à des évolutions météorologiques dans des régions éloignées. Le lien entre l’état de l’Arctique et le temps local reste toutefois complexe : il ne se résume pas à une règle unique.
Des études antérieures ont associé le recul de la glace arctique à des hivers plus froids et à des chutes de neige plus abondantes au Royaume-Uni, dans le nord de l’Europe et en Amérique du Nord. Mieux estimer la banquise ne sert donc pas seulement à imaginer l’aspect futur de l’océan Arctique. Cela peut aussi aider à dresser un tableau plus précis de certains risques climatiques pour les régions habitées. Les nouveaux résultats ouvrent des pistes pour mieux comprendre ces liens, mais ne permettent pas de prévoir avec certitude le temps d’une année donnée.
La question se pose alors que la banquise hivernale a connu des niveaux remarquables. En mars 2025, son étendue maximale annuelle a été la plus faible depuis le début des observations modernes. En 2026, l’Arctique a de nouveau atteint ce même niveau record. L’étendue maximale désigne la surface couverte par la glace au plus fort de la saison froide, et non la quantité de glace présente en été ni son volume total.
Pourtant, prévoir l’évolution de la glace en hiver reste plus difficile que ne le laisserait penser le grand nombre de modèles disponibles. Les simulations divergent fortement lorsqu’il s’agit d’estimer l’étendue de la banquise pendant les mois froids. Même si elles s’accordent sur la tendance générale, les modèles peuvent donner des estimations différentes de la surface couverte. L’éventail des futurs possibles demeure alors large, ce qui complique la comparaison des résultats et l’évaluation de l’évolution la plus probable.
Des indices enfouis sous le fond de l’océan
Au lieu de s’appuyer uniquement sur les observations modernes, une équipe de l’Université de Cambridge et du Centre de recherche en mathématiques du Mexique, connu sous le sigle CIMAT, a recherché au fond de l’océan des traces laissées par les climats anciens. Les chercheurs ont étudié des sédiments datant du milieu de l’Holocène, il y a environ 6 000 ans. À cette époque, de légères variations de l’orbite terrestre avaient contribué à rendre l’Arctique plus chaud et moins couvert de glace que pendant les périodes plus froides.
Les sédiments anciens ne fournissent pas une photographie de l’océan, mais ils conservent des traces chimiques des organismes qui y vivaient. Parmi elles figure une molécule biologique appelée IP25, produite par des algues associées à la banquise. Lorsque les restes de ces algues sont enfouis dans les sédiments, cette molécule peut y persister et aider les chercheurs à déduire la présence de glace dans le passé. L’équipe a constitué la plus grande base de données de ce type consacrée à cet indicateur, puis l’a complétée par d’autres traces chimiques laissées par des organismes vivant en eau libre.
Mettre en regard les indicateurs de glace et ceux d’eau libre permet d’obtenir un tableau plus équilibré que si l’on s’appuie sur un seul indice. La présence de traces d’algues associées à la banquise témoigne de conditions glacées, tandis que les autres marqueurs permettent d’estimer la présence de zones de mer libre. Les chercheurs ont ainsi pu reconstituer l’état de la glace dans certaines régions de l’Arctique il y a des milliers d’années, puis utiliser ces données anciennes pour tester les modèles climatiques.
Le milieu de l’Holocène est particulièrement utile, car il offre un exemple réel d’un Arctique plus chaud et moins englacé, plutôt qu’un résultat produit uniquement par ordinateur. Le réchauffement de cette époque était dû à des variations naturelles de l’orbite terrestre, tandis que le réchauffement actuel est lié aux activités humaines. L’équipe s’est néanmoins intéressée à la réponse de la glace à la chaleur. Les processus physiques qui entraînent la formation ou la fonte de la banquise peuvent en effet être étudiés dans des conditions climatiques différentes.
Comment l’équipe a-t-elle testé 27 modèles ?
Après avoir reconstitué l’état ancien de la glace, les chercheurs ont comparé les indices recueillis aux simulations de la même période produites par 27 modèles climatiques. Un modèle climatique est un outil informatique qui représente les interactions entre différents éléments, comme l’océan, l’atmosphère et la glace, afin de simuler le passé ou d’explorer des scénarios futurs. Ces modèles n’ont pas tous la même précision : certains reproduisent mieux que d’autres les conditions observées dans le passé.
L’équipe a utilisé une méthode statistique appelée pondération bayésienne. En termes simples, les chercheurs ont accordé plus d’importance aux simulations qui correspondaient aux indices tirés des sédiments, et moins à celles qui s’en éloignaient. Ils n’ont pas choisi un seul modèle en écartant tous les autres : ils ont ajusté la contribution de chacun à l’estimation d’ensemble selon sa concordance avec les traces anciennes.
Cette méthode relie ce que nous savons du passé à ce que nous cherchons à estimer pour l’avenir. Plutôt que de considérer toutes les simulations comme également fiables, elle utilise les archives climatiques anciennes pour déterminer quels modèles décrivent le mieux la réponse de la glace. Une fois les pondérations calculées, les chercheurs ont appliqué la même méthode aux simulations des périodes récentes et aux scénarios futurs.
Cette démarche repose sur l’idée que les processus physiques qui régissent la banquise ne changent pas entièrement selon la cause du réchauffement ou l’époque considérée. L’équipe estime donc que les pondérations établies en testant les modèles sur le passé peuvent aussi améliorer l’analyse du passé récent et des évolutions futures. Elles ne suppriment pas les incertitudes, mais redistribuent le degré de confiance accordé aux différents modèles à partir d’indices indépendants.
Des modèles qui favorisent une banquise trop étendue
Le test a révélé que les modèles climatiques, pris dans leur ensemble, avaient tendance à calculer une surface de glace hivernale supérieure à celle que suggèrent les indices anciens. Autrement dit, ils présentaient un biais positif dans l’estimation de la banquise : les simulations maintenaient davantage de glace que n’en indiquent les reconstitutions du climat au milieu de l’Holocène.
Après application des pondérations aux simulations des périodes passées, ce biais a disparu, selon la chercheuse principale Crystal Fu, du Scott Polar Research Institute de l’Université de Cambridge. Pour les projections futures, les estimations de la surface glacée ont été revues à la baisse d’environ 1 million de kilomètres carrés par rapport aux évaluations précédentes. Cela ne signifie pas qu’une surface précise disparaîtra en une seule année : ce chiffre correspond à l’écart entre les nouvelles projections ajustées et les estimations antérieures.
Un écart d’environ 1 million de kilomètres carrés n’est pas une simple retouche sur la carte de l’Arctique. Si les anciennes estimations avaient tendance à maintenir une banquise plus étendue, leur révision dessine un autre scénario pour les zones où la glace hivernale pourrait reculer. La précision de ces cartes aide les chercheurs à repérer les régions les plus exposées aux changements et à décrire leur ampleur probable en s’appuyant sur un test historique.
Il ne faut toutefois pas interpréter ces résultats comme une certitude sur la quantité de glace présente à une date future précise. L’étude a amélioré l’évaluation d’un ensemble de modèles et réduit certaines incertitudes, mais elle ne transforme pas les projections climatiques en prévisions quotidiennes ou annuelles. Il s’agit d’estimations fondées sur des indices et des méthodes de calcul, avec les limites que comportent à la fois les archives anciennes et les simulations.
Réduire la marge d’incertitude
Les études sur les climats anciens doivent composer avec deux sources d’incertitude : la reconstitution du passé n’est pas infaillible, et les modèles utilisés pour explorer l’avenir ne le sont pas davantage. Il est donc parfois difficile de comparer directement des données géologiques anciennes à des projections récentes. Crystal Fu a souligné que les archives climatiques anciennes se sont accumulées au fil des décennies, mais que leur mise en relation avec les projections futures reste complexe, puisque chacun des deux ensembles comporte une marge d’incertitude.
La pondération offre ici un moyen de rapprocher ces deux types de données. Les indices anciens servent d’abord à évaluer les modèles, puis cette évaluation est utilisée pour établir les projections. Selon l’étude, la fourchette des résultats possibles s’est resserrée de jusqu’à 85 % dans certaines projections. Ce pourcentage concerne certains cas examinés par l’équipe : il ne signifie pas que l’incertitude a diminué dans la même proportion pour tous les aspects du climat arctique.
Réduire l’éventail des possibilités est utile, même si l’incertitude ne disparaît pas. Plus les résultats possibles se resserrent, plus les scientifiques disposent d’une base claire pour discuter des endroits où la banquise risque de reculer et du degré de confiance à accorder à ces estimations. Marco Aquino-López, membre de l’équipe au CIMAT, a expliqué que l’utilisation des données anciennes permet de produire des cartes plus précises des zones où la glace hivernale pourrait disparaître et de mieux cerner ce qui reste inconnu.
Ces résultats montrent aussi que les archives géologiques ne sont pas de simples témoignages d’événements révolus. Combinées aux outils statistiques et aux simulations, les traces d’algues et les marques chimiques conservées dans les sédiments deviennent un moyen concret de mettre à l’épreuve les modèles utilisés pour étudier le climat actuel. Les chercheurs peuvent ainsi tirer parti d’anciens épisodes climatiques, tout en tenant compte des différences entre leurs causes et leurs conditions et celles du monde d’aujourd’hui.
Quelles conséquences possibles pour l’Europe ?
L’étude ne s’est pas limitée à la surface de la banquise. Lorsque les chercheurs ont utilisé les pondérations ajustées dans leurs projections de précipitations, ils ont constaté que les modèles actuels pourraient aussi sous-estimer les chutes de neige futures dans le sud-est du Groenland et les pluies dans le bassin méditerranéen. Il s’agit de tendances possibles tirées des simulations, et non de la certitude que chaque région connaîtra une hausse précise à chaque saison.
Les chutes de neige au Groenland comptent notamment en raison de leur effet sur le bilan de masse de la calotte glaciaire de l’île. Une accumulation plus importante de neige pourrait influer sur la stabilité de cette calotte. Les scientifiques ont donc besoin de mieux comprendre l’évolution des précipitations dans la région, et pas seulement de mesurer la banquise qui entoure le pôle. Les résultats suggèrent qu’une meilleure représentation de la glace hivernale pourrait conduire à réexaminer certaines estimations climatiques concernant les chutes de neige locales.
La possibilité de pluies plus abondantes dans le bassin méditerranéen intéresse les régions du sud de l’Europe, exposées aux risques d’inondation. À elle seule, l’étude ne permet pas de préciser quand il pleuvra ni quelle sera l’intensité des précipitations dans une ville donnée. Elle met toutefois en évidence une raison supplémentaire d’améliorer les modèles qui étudient les liens entre les changements polaires et les précipitations dans des régions éloignées. Le temps régional dépend de nombreux facteurs, mais mieux évaluer l’influence de l’Arctique permet de compléter le tableau.
La question dépasse donc les frontières du pôle sans pour autant devenir un sujet distinct : connaître l’étendue de la glace hivernale aide à comprendre les changements qui pourraient accompagner le réchauffement dans d’autres régions. Les nouveaux résultats ne prouvent pas que toute évolution des chutes de neige ou des pluies en Europe serait due au recul de la banquise. Ils indiquent cependant que certaines projections actuelles pourraient ne pas prendre en compte toute l’ampleur des changements possibles.
Le passé, un outil pour mieux prévoir l’avenir
L’un des aspects marquants de cette étude est qu’elle ne se contente pas d’annoncer une quantité de glace plus faible : elle décrit une méthode pour mettre les projections à l’épreuve. Tout commence avec des matières naturelles préservées au fond de la mer. Les chercheurs reconstituent ensuite un ancien environnement, le comparent aux simulations de 27 modèles, puis utilisent les résultats de ce test pour ajuster le poids accordé à chaque modèle lorsqu’ils évaluent le climat actuel et futur.
La différence entre les causes du réchauffement au milieu de l’Holocène et celles du réchauffement actuel impose de distinguer la cause de la réponse. Le réchauffement ancien était associé aux variations de l’orbite terrestre, tandis que le réchauffement en cours est lié aux activités humaines. Crystal Fu a toutefois rappelé que la glace fond sous l’effet de la chaleur, quelle qu’en soit l’origine. Cela ne signifie pas que tous les aspects du climat ancien peuvent être transposés directement au présent : les archives du passé permettent plutôt de vérifier comment les modèles représentent la réaction de la glace.
L’étude a été publiée dans la revue Nature Geoscience. Elle a reçu en partie le soutien financier de la National Science Foundation américaine et du Cambridge Fund. Crystal Fu est membre de Girton College, à l’Université de Cambridge. Ce travail place les données issues des sédiments anciens au cœur du débat sur la fiabilité des estimations de la glace arctique, au lieu de les traiter comme des informations sans lien avec les projections climatiques.
Conclusion
La comparaison entre les indices conservés au fond de l’océan et les simulations de 27 modèles montre que les estimations de la glace hivernale dans l’Arctique pourraient être supérieures à ce que suggèrent les traces anciennes. Des marqueurs chimiques, dont l’IP25 produit par des algues associées à la banquise, ont permis de tester les modèles dans des conditions datant d’environ 6 000 ans, quand l’Arctique était plus chaud et moins englacé sous l’effet de variations de l’orbite terrestre.
Après avoir davantage pondéré les modèles les plus proches des données anciennes, les chercheurs ont éliminé le biais qui conduisait les simulations historiques à surestimer la surface glacée. Les projections futures ont, elles, diminué d’environ 1 million de kilomètres carrés par rapport aux estimations précédentes, tandis que la fourchette de certains résultats possibles s’est resserrée de jusqu’à 85 %. Cette amélioration pourrait aussi influer sur les estimations des chutes de neige dans le sud-est du Groenland et des pluies en Méditerranée, avec des conséquences possibles pour la calotte glaciaire et les risques d’inondation. Ces indications issues de modèles ne constituent pas des certitudes à l’échelle locale, mais elles montrent combien les archives anciennes de la Terre peuvent aider à rendre les projections plus fiables et mieux étayées.