Cette photo de 2016 montre une faille qui, en quelques mois, s’est encore élargie et a libéré un iceberg de la taille du Delaware de la plate-forme de glace Larsen C de l’Antarctique. La surface rugueuse du mélange de glace est visible d’un côté de la faille. Crédit : NASA/GSFC/OIB
Alors que les décombres de glace et de neige connus sous le nom de mélange fondent sur les plates-formes de glace de l’Antarctique, des failles peuvent se développer et des icebergs se détachent même dans le froid brutal de l’hiver.
Les chercheurs de NasaLe Jet Propulsion Laboratory de Californie du Sud et l’Université de Californie à Irvine ont découvert un processus glaciaire qui aurait pu provoquer la rupture d’un iceberg de la taille du Delaware sur l’immense plate-forme de glace Larsen C de l’Antarctique dans l’hémisphère sud, l’hiver 2017. le mélange – un mélange de neige soufflée par le vent, de morceaux d’iceberg et de glace de mer logée dans et autour des plateaux de glace – est essentiel pour maintenir les plateaux de glace ensemble, ce qui implique que ces plateaux de glace peuvent se briser encore plus rapidement que les scientifiques ne l’avaient prévu en raison de la hausse des températures de l’air.
Les plates-formes de glace, les langues flottantes des glaciers qui s’étendent au-dessus de l’océan, ralentissent la vitesse à laquelle les glaciers de l’Antarctique contribuent à l’élévation du niveau mondial de la mer. Au fur et à mesure que la banquise d’un glacier s’écoule au-dessus de l’océan Austral, elle finit par s’accrocher à une île, une crête sous-marine ou le mur de la baie qui entoure le glacier. L’accroc ralentit le mouvement vers l’avant du glacier de la même manière qu’un accident de la route ralentit le trafic derrière lui – sauf qu’un accroc de banquise peut retenir l’écoulement de la glace dans la mer pendant des milliers d’années.
“Nous avons mis le doigt sur un processus physique capable de déstabiliser la banquise avant un réchauffement important de l’atmosphère.”
– JPL scientifique Eric Larour
Mais au cours des dernières décennies, les plateaux de glace de la péninsule antarctique se sont déplacés et se sont désintégrés plus rapidement. Les fissures se creusent dans des failles qui traversent la plate-forme de haut en bas et s’élargissent, libérant finalement des icebergs dans l’océan. Si ce processus se poursuit jusqu’à ce qu’une couche de glace suffisante se détache (comme avec Larsen B en 2002), les glaciers que le plateau retenait commencent à s’écouler plus rapidement de la terre vers la mer. Cela augmente le taux d’élévation du niveau de la mer.
Le réchauffement climatique est la cause sous-jacente de ce changement de comportement de la banquise, car il a augmenté les températures de l’air au-dessus et de l’eau de l’océan sous les glaciers. Mais la façon dont les banquises réagissent au réchauffement n’est pas entièrement comprise. Les scientifiques ont suggéré que les cycles de gel et de dégel de l’accumulation d’eau de fonte au-dessus de la glace font croître les failles. Mais si c’est le cas, comment Larsen C a-t-il pu libérer son iceberg géant en hiver, alors que la glace était gelée depuis des mois ?
Pour répondre à cette question, les chercheurs du JPL et de l’UC Irvine se sont concentrés sur le mélange. Ce mélange désordonné et volumineux a des propriétés naturelles similaires à celles de la colle ou du coulis, remplissant les fissures ou les interstices et adhérant à la glace et à la roche. Lorsqu’il s’accumule dans une fissure d’une plate-forme de glace, il crée une fine couche aussi dure que la glace environnante qui maintient la fissure ensemble. Sur les côtés des plates-formes de glace, des couches de mélange collent la glace aux parois rocheuses qui l’entourent. “Nous avons toujours soupçonné que ce mélange jouait un rôle clé, mais jusqu’à récemment, nous n’avions pas de bonnes observations de ses caractéristiques”, a déclaré Eric Rignot, professeur à l’UC Irvine et co-auteur de l’étude, publiée dans les Actes du National. Académie des Sciences.
Les chercheurs ont modélisé l’ensemble de la plate-forme de glace Larsen C à l’aide de la NASA Modèle de système de calotte glaciaire et de niveau de la mer avec les observations de la NASA Opération IceBridge et les satellites européens et de la NASA. Ils ont d’abord évalué lesquelles des centaines de failles de la banquise étaient les plus vulnérables à la rupture, en sélectionnant 11 failles pour une analyse approfondie. Ils ont modélisé ce qui est arrivé à ces failles si seulement la banquise s’amincit à cause de la fonte, si seulement le mélange s’amincit et si les deux s’amincissent.
“Beaucoup de gens pensaient intuitivement que si vous amincissez la banquise, vous allez la rendre beaucoup plus fragile et elle va se briser”, a expliqué Eric Larour, scientifique du JPL et auteur principal de la nouvelle étude. Au lieu de cela, le modèle a montré qu’un simple amincissement de la banquise sans changer le mélange a en fait fermé les failles, avec des taux d’élargissement moyens passant de 259 à 72 pieds (79 à 22 mètres) par an. L’amincissement de la banquise et du mélange a également fermé les failles. Ainsi, la fonte des glaces ne peut à elle seule expliquer pourquoi les plateaux se brisent plus rapidement.
Lorsque les chercheurs ont éclairci uniquement le mélange dans le modèle, cependant, sans réduire l’épaisseur de la glace glaciaire elle-même, les failles de la banquise se sont élargies plus rapidement, accélérant d’un taux moyen de 249 à 367 pieds (76 mètres à 112 mètres) par an. Lorsque les couches étroites de mélange se sont éclaircies à environ 30 à 50 pieds (environ 10 ou 15 mètres), elles ont complètement perdu leur capacité à maintenir les failles ensemble. Les failles pourraient rapidement s’ouvrir et de gros icebergs se détacher – comme cela s’est produit sur Larsen C.
Pourquoi est-ce important ? Car, a déclaré Larour, « nous avons mis le doigt sur un processus physique capable de déstabiliser la banquise avant un grand réchauffement de l’atmosphère. » Les scientifiques ont souvent utilisé l’augmentation prévue de la température de l’air pour estimer à quelle vitesse les plates-formes glaciaires de l’Antarctique se briseront et, par conséquent, à quelle vitesse le niveau mondial de la mer augmentera. Mais les couches étroites de mélange fondent principalement au contact de l’eau de l’océan en dessous, qui se poursuit toute l’année. À tout moment de l’année, ils peuvent devenir trop minces pour maintenir la banquise ensemble.
“Nous pensons que ce processus pourrait expliquer pourquoi les plates-formes de glace de la péninsule antarctique ont commencé à se briser des décennies avant que l’eau de fonte ne commence à s’accumuler à leur surface”, a déclaré Rignot. “Cela implique que les plates-formes glaciaires de l’Antarctique pourraient être plus vulnérables au réchauffement climatique – et plus tôt qu’on ne le pensait.”
