C'est une mission extraordinaire qui s'est achevée lundi 12 octobre à Bremerhaven, en Allemagne. Le brise-glace Polarstern de l'institut allemand Alfred-Wegener est revenu d'une expédition de plus d'un an au Pôle Nord, nommée Mosaic. C'est la première fois que cette région est observée pendant une si longue durée, et d'autant plus pendant l'hiver où il est très difficile d'y naviguer. Au total, plusieurs centaines d'experts et scientifiques de 20 pays différents ont séjourné en se relayant sur le navire qui s'est laissé glisser avec les glaces selon la dérive polaire, ce courant océanique qui s'écoule d'est en ouest dans l'océan Arctique.

389 jours en mer pour tenter de comprendre comment fonctionne le changement climatique dans cette "région essentielle pour l'évolution du climat, que l'on appelle la sentinelle du changement climatique", explique à L'Express Jean Jouzel, climatologue et co-auteur avec Baptiste Denis de Climat parlons vrai (éditions Bourin François).

"Dans ces régions, le changement climatique va deux à trois fois plus vite qu'au niveau planétaire et les conséquences sont déjà très importantes", poursuit-il. C'est pourquoi cette expédition est d'une importance majeure quant aux informations qu'elle va pouvoir fournir sur l'évolution de la banquise, de la mer de glace et de la neige dans cette zone. "On veut en connaître les mécanismes et fonctionnements", ajoute le climatologue.

Mieux modéliser l'évolution de la banquise

Les données récoltées pendant l'expédition viendront compléter les données satellitaires qui donnent déjà des informations - "insuffisantes" - sur la superficie de la banquise et des glaciers au Pôle Nord. Les scientifiques ont aussi pu mesurer l'épaisseur des glaces ce qui permet "une observation plus précise sur l'évolution de la glace en été comme en hiver", abonde Jean Jouzel qui permettra d'avoir des informations sur le réchauffement de l'Océan arctique, ainsi que de l'atmosphère. Des données qui promettent "une belle moisson de résultats", s'enthousiasme-t-il, et sur lesquelles les scientifiques vont sans doute travailler pendant plusieurs décennies.

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Sans oublier les aspects liés à la biologie "car on connaît très mal la faune et la flore qui habite sous la glace", remarque le climatologue. "Maintenant on a tout un jeu de données dans les différents paramètres qui entrent en jeu et qui sont l'eau, la glace, l'atmosphère et la neige, mais aussi biologiques et microbiologiques", se réjouit auprès de L'Express Hans-Werner Jacobi, directeur de recherche au CNRS et à l'université Grenoble-Alpes, parti en janvier dans l'expédition.

En réunissant les informations récoltées, les scientifiques pourront alors suivre les mécanismes de formations des glaces, ce qui permet ensuite de développer des modèles plus fiables sur son évolution et son avenir "car il y a aujourd'hui encore beaucoup d'incertitudes", souligne Jean Jouzel.

Pour mieux prévoir le réchauffement de la planète

Tout ceci permet à terme de prévoir plus précisément le réchauffement climatique au niveau de la planète en prenant en compte la diminution de la glace - qui amplifie le phénomène -, et aussi l'élévation de la mer. "Le réchauffement a une influence majeure sur le Groenland qui lui-même, se réchauffe et a une contribution de plus en plus importante à l'élévation du niveau de la mer", précise Jean-Jouzel.

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Hans-Werner Jacobi, participant à la mission Mosaic et impliqué dans le projet des mesures de transfert des gaz à effet de serre entre l'atmosphère et la surface (glace, eau ou neige), a noté dans ces travaux que "la glace freine un peu les transferts des gaz à effet de serre". En mars, quand la glace a commencé à fondre, ils ont pu prendre des données pour savoir si l'Océan est alors davantage une source supplémentaire ou un puits qui absorbe ces gaz. Ces données restent encore à être analysées et produiront, selon lui, de premiers résultats début 2021. "On veut comprendre le processus de l'impact du CO2", résume-t-il.

Les experts ont récolté plus de 150 térabites de données ainsi que de nombreux échantillons de glace et d'eau. L'objectif est de mettre au point des modèles de prédiction du climat pour déterminer à quoi ressembleront les vagues de canicule, les pluies diluviennes ou les tempêtes dans 20, 50 ou 100 ans.

Des constats déjà alarmants

Les équipes ont déjà pu se rendre compte des conséquences du changement climatique dans la région. L'ampleur du réchauffement climatique en Arctique menace la banquise qui pourrait "disparaître" l'été selon le chef de mission Markus Rex lors d'une conférence de presse. Il a lancé un appel urgent pour tenter de sauver la banquise d'été "en train de disparaître". "Ce monde est menacé", a assuré ce climatologue et physicien. "Si le changement climatique se poursuit comme cela, alors dans quelques décennies, nous aurons un Arctique libéré des glaces durant l'été", a-t-il ajouté.

"Nous devons tout faire pour préserver (...) la banquise dans l'Arctique pour les générations futures et nous devons tenter de saisir la petite chance que nous avons encore de le faire", a-t-il lancé, décrivant une région "fascinante et d'une exceptionnelle beauté".

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La glace de mer de la région a diminué régulièrement au cours des dernières décennies, et la couverture de glace estivale cette année était la deuxième plus faible depuis le début des mesures par satellite en 1979. Le réchauffement a également provoqué de fortes baisses de la glace plus ancienne et plus épaisse. "Nous avons vu ce processus juste devant nos fenêtres, ou lorsque nous avons marché sur la glace fragile", a encore affirmé Markus Rex.

"Si on prend un tout petit peu de recul par rapport aux années précédentes, c'est flagrant", abonde à franceinfo l'explorateur Éric Brossier, qui faisait partie de l'expédition. "Par exemple, cette expédition était basée sur la dérive, explique-t-il. C'est le vent qui engendre cette dérive, plus que les courants. Et la dérive a été trois fois plus rapide que l'expédition précédente qui a inspiré Mosaic et toute son équipe, qui était menée par le Norvégien Fridtjof Nansen il y a un peu plus d'un siècle. Trois fois plus rapide. Cela donne une idée déjà à quelle vitesse la dérive a augmenté. Donc ça, c'est la fragilité, la finesse de la glace aujourd'hui qui explique toute que cette dérive est beaucoup plus rapide.

Des températures plus chaudes

"Directement au pôle Nord, nous avons trouvé [en été] de la glace fondue, mince, friable", a témoigné Markus Rex, évoquant aussi "des surfaces d'eau liquide à perte de vue, jusqu'à la ligne d'horizon". Un diagnostic confirmé par des observations satellites aux Etats-Unis qui ont révélé que la banquise d'été avait fondu jusqu'à la deuxième superficie la plus petite jamais enregistrée, après 2012. "Nous étions en plein milieu du changement climatique", illustre Matthew Shupe, scientifique de l'atmosphère à l'Université du Colorado qui était à bord du Polarstern, cité par le New York Times.

En hiver, où ils ont affronté la nuit absolue pendant plusieurs mois et la visite d'une soixantaine d'ours polaires, les scientifiques ont également mesuré des températures beaucoup plus chaudes qu'il y a quelques décennies.

Pour mener à bien les recherches, un camp a été établi, amarré à un morceau de banquise et composé de quatre stations scientifiques dans un rayon allant jusqu'à 40 km autour du bateau. La banquise dans laquelle le navire avait été gelé pendant la majeure partie de l'année s'est rompue le 31 juillet de manière spectaculaire, raconte encore Matthew Shupe, co-coordinateur de l'expédition.