Immaculé, à perte de vue. Un océan de lumière qui étourdit l'horizon gomme la faible déclivité des collines de glace, et noie tout point de repère. A peine le vent, lesté de flocon infime, sculpte-t-il ici et là des bas-reliefs oblongs. Pourtant, Konrad Steffen ne desserre pas la manette des gaz de sa motoneige. Fonçant droit à travers la calotte polaire du Groenland, il fixe son GPS placé sur le tableau de bord. Après 25 km chahutés, il s'arrête soudain, et désigne de la mitaine un point noir: «C'est la station météo de JAR-1. Et si on la voit, c'est qu'elle est debout», se réjouit-il. Un peu trop tôt...

Quelques rugissements mécaniques plus tard, et le glaciologue peut déchanter. Seuls deux anémomètres dépassent de la neige. «Au moins un paramètre - le vent - est encore mesuré, badine-t-il. Là-dessous, il y a un mât de fer équipé de 30 instruments. Il est tombé l'automne dernier car la glace, ici, a fondu sur plusieurs mètres d'épaisseur après un été torride. C'est fou!» Bien sûr, le chercheur se garde de généraliser à partir des données recueillies sur une seule année. «Mais c'est avéré: le Groenland maigrit. Sa calotte réagit aux changements climatiques plus fortement que n'importe quel autre coin du globe.»

Sous son bonnet de fourrure à la Davy Crockett et sa barbe givrée, Konrad Steffen ne cache pas son inquiétude. Voilà bientôt 20 ans que ce Zurichois de 57 ans, qui dirige aujourd'hui le CIRES à Boulder (Colorado), un des plus gros instituts de recherches en sciences environnementales du monde, a fait du Groenland son terrain de recherches. Comme nombre de glaciologues, il souhaite comprendre comment la cryosphère réagit à la fièvre climatique. Mais s'il existe une star parmi eux, elle est là, tirant sur sa Marlboro en regardant d'un air envieux une autre tige de métal, sortant presque droit de la neige celle-là, qui soutient une boîte en plastique et deux panneaux solaires. Le point noir, c'était cela. «C'est une station GPS de mon collègue Jay Zwally, de la NASA. Elle fait partie du réseau qui mesure le déplacement des glaces vers les côtes. Et qui nous a permis de proposer le mécanisme par lequel cette migration tend à accélérer.» Cette étude, parue en 2002 dans la revue Science, a fait la une de la presse mondiale.

Les scientifiques y remarquent que la vitesse d'écoulement de la glace augmente fortement lors de la période de fonte, les mois d'été. Ils postulent alors que l'eau de surface, qui coule en de puissantes rivières nommées bédières, s'infiltre dans la calotte par des puits naturels appelés moulins, et finit par atteindre le socle rocheux, quelques centaines de mètres plus bas. Là, elle joue le rôle d'un lubrifiant entre le lit rocheux et l'épaisse couche de glace. Avec pour effet d'accélérer la ruée de la calotte vers la mer. «La vitesse de glissement, habituellement de quelques dizaines de centimètres par jour, peut jusqu'à doubler», précise le chercheur.

Ce phénomène de lubrification a été décrit sur les glaciers alpins au XIXe siècle déjà. «Mais on était loin de penser qu'il pouvait aussi s'appliquer aux calottes polaires.» Cette observation chamboule le grand tableau des changements climatiques. Dans le premier jet de son rapport publié en mars 2007, le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) estimait que le niveau des eaux augmenterait de 18 à 59 cm d'ici à 2100 suite à la fonte des glaces polaires. Plusieurs scientifiques, dont Steffen, se sont offusqués en soulignant que cette estimation n'incluait pas les calottes polaires. «Or les processus décrivant leur fonte sont encore si mal connus qu'il est impossible de déterminer la valeur supérieure de la fourchette.» Si les glaces du Groenland venaient à disparaître, c'est de 7 mètres que les mers augmenteraient, submergeant de nombreuses zones côtières habitées.

On n'en est pas encore là. Mais c'est pour tenter d'y voir plus clair que Konrad Steffen et son équipe viennent chaque printemps au Swiss Camp, d'où nous sommes partis en scooter des neiges vers la JAR-1. Ce trio de tentes semi-cylindriques a été installé en 1991 à 70 km à l'intérieur du Groenland, par des climatologues de l'Ecole polytechnique fédérale de Zurich, avec à l'origine une autre destinée (lire ci-contre). «Mais, dès 1996, nous avons disposé nos stations météo sur toute la calotte, et utilisé le Swiss Camp comme base», explique Koni, comme finissent par l'appeler ceux qui le côtoient. Dix-neuf autres postes comme JAR-1 ont ainsi été plantés aux quatre coins de l'île. Ils mesurent divers paramètres: température, vent, humidité, pression ou encore rayonnement solaire. La plupart du temps, les données acquises sont transmises à des satellites relais. Mais Koni rend malgré tout visite à chacune de ces stations une fois par an, comme en cette mi-avril. Pour recueillir un double des données, mais surtout pour procéder à des réparations.

Couplées aux observations par satellites (GRACE ou ICESat), toutes ces stations ont permis aux chercheurs de se faire une image un peu plus précise de la dynamique des glaces du Groenland. Depuis 15 ans, la température moyenne en hiver y a ainsi augmenté de 5°C, et de 3°C au printemps et en automne. L'air, plus chaud, peut alors contenir plus d'humidité. Ce qui génère davantage de précipitations neigeuses au cœur de l'île. «Le sommet de la calotte, situé à 3030 m, croît de 5 cm par an. Le poids accru soumet alors les bords de la calotte à une plus grande pression latérale», précise Koni. Or, simultanément, ce réchauffement amplifie la fonte de la zone d'ablation, près des côtes. Les glaciers avancent plus vite et se fragmentent davantage en icebergs dans la mer selon un processus appelé «vêlage», qui correspond à une perte nette de glace. Le plus célèbre d'entre eux, le Sermeq Kujalleq (ou Jakobshavn Isbrae) a vu sa vitesse augmenter de 5,7 km/an en 1992 à 12,6 km/an en 2003. Autant dire qu'il progresse à vue d'œil!

Pour livrer une vision générale de la situation, les scientifiques utilisent le terme de balance. «En 1990, le Groenland recevait 555 gigatonnes d'eau sous forme de neige, et en perdait 350 par la fonte et 200 à travers le vêlage des glaciers. La balance était donc quasi neutre», explique Jay Zwally, un soir, en préparant ses fameux sushis. Aujourd'hui, la balance est négative: selon les estimations les plus courantes, la calotte perd chaque année 200 gigatonnes de glaces supplémentaires - soit deux fois l'équivalent du volume total des glaces des Alpes! -, par un vêlage des glaciers accru autant que par une fonte qui s'amplifie.

Par ailleurs, la température moyenne de l'atmosphère augmentant, des flaques de plus en plus grandes se forment en surface. Or, même turquoises, elles sont plus sombres que la neige et absorbent ainsi davantage d'énergie solaire incidente. Celle-ci va faire fondre encore plus de neige et de glace. Et le cercle vicieux de s'enclencher...

Si ce qui se trame en surface est facile à observer, à mesurer, voire à modéliser, il en va autrement de la tuyauterie interne de la glace, qui crée ce tapis roulant d'eau et fait glisser à toute vitesse la calotte vers la côte. «On comprend en gros ce qui se passe, mais on peine à décrire les processus impliqués, dit Thomas Phillips, doctorant auprès de Konrad Steffen et ancien étudiant de l'EPFZ. L'eau de fonte entre-t-elle directement dans la glace? Ou les lacs se forment-ils avant de céder? Si oui, comment? Et par quel chemin l'eau infiltrée atteint-elle le socle rocheux? Où ressort-elle?» Pour répondre à ces questions, les scientifiques disposent de trous de serrure géants: les fameux moulins.

Lors d'une virée en motoneige, Koni tente de nous en débusquer un. Mais il est encore tôt dans la saison; la neige commence à peine à fondre. Arrivé dans une cuvette où affleure la glace vive, le glaciologue met les gaz et fonce en ligne droite. «Je suis passé exactement sur le point GPS d'un ancien moulin, mais il ne s'est pas encore reformé», dit-il à son retour. Avant d'ajouter: «Ici, l'an dernier, il y avait un trou de 10 mètres de large et 100 de profond, où s'engouffraient 10 à 20 m3 d'eau par seconde...»

En 2007, l'équipe Steffen a glissé dans cette cheminée de glace un laser gyroscopique permettant de déterminer divers paramètres de la glace. Avec un radar baladé en surface derrière la motoneige, elle tente aussi d'imager la plomberie interne qui lacère la glace. Des mesures GPS viennent compléter le tout, «car le moulin, en se déplaçant avec la calotte, peut ne plus recevoir la même quantité d'eau et se fermer. Par contre, les canaux internes, eux, sont probablement réutilisés. Avec pour effet de favoriser l'accélération de tout le processus.»

De retour au camp, en se réchauffant près du radiateur à propane qui tempère la tente-cuisine, Jay Zwally, un Jack Daniel's à la main, résume: «Ces travaux confirment nos conjectures: chaque déplacement accéléré de la calotte est corrélé avec des températures élevées. Tout est donc lié à l'eau qui s'infiltre dans la glace, la tempère, et la rend plus plastique.» De quelle manière? «L'eau est plus lourde que la glace, et exerce sur elle une pression. Nous pensons qu'elle descend plus ou moins directement vers le sol, en petits escaliers. Ce qui justifierait de si brusques changements de la vitesse de glissement de la calotte durant l'été, la surface lubrifiée sous la glace pouvant ainsi être plus grande.»

En 2006, une équipe de l'Université de Washington a pu observer le processus en direct, non loin du Swiss Camp. Elle l'a décrit en avril dernier dans la revue Science. En quatre semaines, l'eau de fonte a rempli un lac de 4 km de long sur 8 m de profond. La pression du liquide sur la glace a fini par ouvrir d'énormes moulins. Le niveau du lac a alors baissé, d'abord à raison de 1,5 cm par heure, puis de plus en plus vite. En 90 minutes, 44 millions de m3 d'eau se sont engouffrés dans les brèches. Soit avec un débit de 8700 m3 par seconde - c'est plus qu'aux chutes du Niagara! La calotte s'est soulevée de 1,2 mètre et a glissé de 80 cm. Les chercheurs estiment donc qu'en été le glissement de la calotte a augmenté de 48% à cet endroit. Par contre - bonne nouvelle -, l'augmentation serait moindre près des côtes (seulement 9%). La raison? La couche inférieure de la glace serait, dans ces zones d'ablation, déjà bien lubrifiée tout au long de l'année.

Le meilleur moyen pour en savoir plus serait de pouvoir inspecter de l'intérieur ce labyrinthe de canaux dans la glace. C'est ce que veut tenter Alberto Behar. Ce roboticien du JPL (un centre de la NASA), qui a jadis piloté les Rover sur Mars, est cette fois au Swiss Camp en reconnaissance. Il reviendra cet été avec des sphères de plastique transparent équipées d'une caméra. Il va les lâcher dans un moulin, et attendre que ces «canards en caoutchouc», une fois ressortis de la glace, émettent un signal vers un satellite. «Cela nous donnera le lieu de déversement de l'eau qui a coulé dans le moulin. On s'attend qu'en quelques heures ces «canards» parcourent plusieurs dizaines de kilomètres. Et, avec les images acquises, nous espérons en apprendre énormément.» Musique d'avenir.

Au Swiss Camp, les journées de travail se terminent lorsque le soleil frôle l'horizon, soit vers 22h30 en avril. Autour d'un de ses expressos bien tassés qui font partie de sa notoriété, Koni accepte de se risquer au jeu des pronostics sur l'avenir du climat. «Rien qu'aujourd'hui: on travaillait presque en bras de chemise. Le thermomètre flirtait avec 0°C. D'habitude, il fait -10°C à -15°C ici à cette époque... Cette année, compte tenu des conditions de neige et de température, je pense que la calotte du Groenland va à nouveau beaucoup souffrir...» Et quant à l'impact sur le niveau des océans: «Loin des 58 centimètres d'abord proposés par le GIEC, je pencherais pour une augmentation d'un bon mètre d'ici à 2100.»

Mais le savant, sirotant son breuvage, n'en dira pas plus. Ou si: «Quelque chose de dramatique se déroule ici en tapinois. Nous sommes là pour en attester, mais surtout pour comprendre les processus internes qui entrent en jeu. Pour l'heure, on en sait probablement plus sur certaines planètes du système solaire que sur le Groenland...»

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