Le repérage par satellite de l'Antarctique élargit la vue sur le patchwork glaciaire

Si l'Antarctique et le Groenland n'étaient que de gros cubes de glace, il serait facile de prévoir l'élévation future du niveau de la mer. La physique de la fonte des glaces est simple lorsque vous connaissez la température. Mais ces continents gelés ne sont pas aussi ennuyeux qu’un cube de glace. La tâche de déterminer à quelle vitesse ils vont fondre au cours du prochain siècle (et au-delà) a donc une portée herculéenne.

La glace antarctique coule comme un mastic lent, s’écartant de la haute altitude du continent vers la mer. Certains «glaciers de sortie» situés au bord se désagrègent avant d'atteindre le rivage, mais la plupart se jettent à l'eau pour produire des plaques de glace flottantes. Le point où la glace se soulève du sol et commence à flotter s'appelle la «ligne de fond», ce qui est extrêmement important pour la stabilité d'un glacier.

Une nouvelle étude dirigée par Hannes Konrad de l'Institut Alfred Wegener élargit considérablement la carte des lignes d'ancrage de l'Antarctique, en traçant les zones de changement et les zones de stabilité.

Par terre

Cette ligne d'ancrage migre vers la mer ou vers la terre à mesure que le glacier avance ou se retire, processus contrôlés par la température et les courants de l'eau, la température de l'air, les chutes de neige et la topographie du substrat rocheux sous la glace. Certains de ces effets sont indirects. Par exemple, les chutes de neige peuvent accumuler du poids sur la glace, augmentant la force qui la maintient au fond de l'océan. En conséquence, le mouvement de la glace antarctique ne réagit pas de manière uniforme au réchauffement de la planète, mais se comporte plutôt différemment d’un endroit à l’autre.

Trouver l'emplacement de la ligne de mise à la terre est en soi un peu délicat, car il est caché sous la glace. Des mesures laser sensibles d’avions ont été utilisées pour trouver l’endroit où la glace cesse de monter et de descendre subitement avec les marées, mais c’est un travail coûteux qui doit être répété si vous souhaitez suivre la migration de la ligne d’échouement. Cela signifie que cette technique a été principalement limitée aux sections de la calotte glaciaire qui, nous le savons, évoluent rapidement.

Pour étendre la couverture, Konrad et ses collègues ont utilisé le satellite CryoSat-2 de l'Agence spatiale européenne, qui mesure l'altitude de la surface de la calotte glaciaire depuis 2010. Pour chaque emplacement où la ligne d'échouage avait été cartographiée, ils ont utilisé en élévation à la surface de la glace pour calculer l’emplacement actuel de la ligne d’échouement. Il s’agit en fait d’un calcul complexe qui doit tenir compte de la densité de glace, de neige et d’eau de mer, ainsi que de cartes de la topographie du substratum rocheux sous la glace.

En raison de tout ce que vous devez savoir pour que ce calcul fonctionne, les chercheurs ne peuvent l’appliquer qu’à un tiers du littoral de l’Antarctique. Cependant, cela triples la couverture précédente. Ainsi, pour un tiers des glaciers de l'Antarctique, nous pouvons maintenant voir à quelle vitesse leurs lignes d'ancrage se sont déplacées entre 2010 et 2016, offrant ainsi une bien meilleure perspective «globale».

Battre en retraite!

Un peu plus de 10% de la longueur des lignes d’échouement ont migré considérablement vers le sol lorsque ces glaciers se sont retirés. Il existe cependant de fortes différences régionales. Pour la partie relativement stable de la calotte glaciaire connue sous le nom d’Antarctique oriental, ce nombre n’était que de 3%, tandis que près du quart des lignes d’échouement vulnérables de l’Antarctique occidental étaient en retrait. Au total, l’Antarctique a perdu environ 1 500 kilomètres carrés de glace précédemment échouée, qui flotte à présent entièrement.

Des glaciers spécifiques ont également montré des tendances intéressantes, soulignant à quel point les conditions locales sont importantes. Le glacier Pine Island, par exemple, a fait l’objet d’études approfondies ces dernières années, car il a été responsable d’une part considérable de la glace perdue en Antarctique. Entre 1992 et 2011, son échouement a reculé à un kilomètre incroyable chaque année. Mais entre 2010 et 2016, cette nouvelle étude estime qu’elle a ralenti à environ 40 mètres par an. Le ralentissement est probablement dû aux changements des courants océaniques, qui avaient auparavant fourni des eaux plus chaudes.

Le voisin de Pine Island, Thwaites Glacier, est un autre exemple qui, selon les glaciologues, pourrait entraîner une hausse importante du niveau de la mer à l'avenir. Les chercheurs ont constaté une accélération d'environ 340 mètres par an depuis le retrait de 1996-2011 jusqu'à 420 mètres par an.

Dans l’ensemble, les estimations de la migration de la ligne d’échouement pour la première fois sont en grande partie stables, bien que des zones comme la plate-forme de glace de Getz dans l’Antarctique occidental se replient rapidement. De plus, les chercheurs ont découvert une relation étonnamment généralisable entre le retrait de la ligne d’échouement et la diminution de l’épaisseur de la glace sur des glaciers à écoulement plus rapide. Quelles que soient leurs différences, ces glaciers s’amincissent d’environ un mètre sur 110 mètres de recul de la ligne d’échouement, la glace manquante augmentant ainsi l’élévation du niveau de la mer. Cette relation pourrait nous aider à estimer les mouvements des lignes d'ancrage ailleurs.

En effectuant un zoom arrière dans un contexte global, les chercheurs peuvent mettre en évidence des endroits nécessitant un examen plus approfondi. Dans ce cas, si la cartographie laser locale est utilisée pour localiser la ligne d’échouement à d’autres endroits, les données du satellite CryoSat-2 peuvent facilement être appliquées pour ajouter encore plus de couverture de suivi des glaciers au continent gelé.

Nature Géoscience, 2018. DOI: 10.1038 / s41561-018-0082-z (À propos des DOI).