La mission aéroportée de la NASA “Oceans Melting Greenland” a révélé que les glaciers du Groenland qui se jettent dans l’océan, comme le glacier Apusiaajik illustré ici, courent un plus grand risque de perte rapide de glace qu’on ne le pensait auparavant. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Pour comprendre comment l’eau de l’océan fait fondre les glaciers, la mission de la NASA “Oceans Melting Greenland” a étudié en détail le littoral de la plus grande île du monde.
La chose la plus importante à retenir de la mission Oceans Melting Greenland de la NASA, qui s’est terminée le 31 décembre 2021, est peut-être son nom : OMG a prouvé que l’eau des océans fait fondre les glaciers du Groenland au moins autant que l’air chaud les fait fondre par le haut. La perte de glace de la calotte glaciaire du Groenland contribuant actuellement plus que toute autre source à l’élévation globale des océans, cette découverte a révolutionné la compréhension qu’ont les scientifiques du rythme de l’élévation du niveau de la mer dans les décennies à venir.
Ces nouvelles mesures uniques ont clarifié la progression probable de la perte de glace dans un endroit où les glaciers fondent six ou sept fois plus vite aujourd’hui qu’il y a seulement 25 ans. Si l’ensemble de la calotte glaciaire du Groenland devait fondre, le niveau mondial des mers s’élèverait d’environ 7,4 mètres.
La campagne de terrain de six ans menée par OMG au Groenland a permis aux scientifiques de mieux comprendre la vitesse à laquelle le niveau de la mer augmentera dans les décennies à venir. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Mais ce n’est que la partie émergée de l’iceberg dans l’histoire de cette petite mission basée sur des avions et des bateaux. En six ans d’opérations, OMG a effectué les premières mesures scientifiques le long de nombreux kilomètres du littoral le plus éloigné de l’hémisphère nord. La mission a réalisé l’étude la plus complète des fonds marins autour de la côte du Groenland, y compris des douzaines de fjords jusqu’alors inexplorés (des criques bordées de falaises et encombrées d’icebergs provenant de la désintégration des glaciers), et a mesuré l’évolution de la température de l’océan d’un endroit à l’autre, d’une année à l’autre et d’un fond à l’autre. Pour obtenir cet ensemble de données unique, les avions de la mission ont parcouru suffisamment de kilomètres aériens autour et au-dessus du Groenland pour faire plus de 13 fois le tour du globe.
Préparation
Plus de 220 glaciers s’écoulent du Groenland vers l’océan. Avant OMG, les scientifiques pensaient que l’eau de l’océan tourbillonnant autour et sous ces glaciers devait contribuer à leur perte de glace. Mais dans quelle mesure ?
Les observations par satellite de la température de surface de la mer n’ont pas été d’une grande aide pour répondre à cette question. Autour du Groenland, la couche supérieure de l’océan est extrêmement froide et peu salée, contenant beaucoup d’eau de l’Arctique, le plus frais des océans. Un glacier peu profond qui ne fait que toucher cette couche fond lentement. Mais des centaines de pieds plus bas, l’océan est plus chaud et plus salé. Un glacier situé en profondeur est rongé par l’eau plus chaude, perdant de la glace quatre ou cinq fois plus vite qu’un glacier peu profond.
Le Gulfstream III de la NASA était l’un des nombreux avions de recherche utilisés par OMG au cours des six années de campagne de terrain de la mission. Les aéroports du Groenland, de l’Islande et de la Norvège ont servi de base aux vols de recherche. Crédit : NASA/JPL-Caltech
La seule façon de connaître le risque d’un glacier est de se rendre au Groenland et de mesurer le glacier ainsi que le fond marin et l’eau devant lui. Les scientifiques étudient les glaciers individuels de cette manière depuis des années, mais Josh Willis, chercheur principal de l’OMG au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud, voulait obtenir une vue d’ensemble : mesurer les plus de 220 glaciers pendant cinq ans – la durée disponible pour les missions financées par le programme de recherche aéroporté Earth Ventures de la NASA.
“Lorsque nous avons commencé à concevoir OMG, nous nous sommes demandé : “Pouvons-nous faire une expérience en cinq ans qui nous renseignera sur les 50 prochaines ?”. a déclaré Willis. Les résultats ont prouvé qu’ils le pouvaient. La NASA leur a même accordé une sixième année de travail sur le terrain pour observer les variations rapides et inattendues de la température de l’eau au large de la côte ouest du Groenland.
Opération
Le premier travail de la mission a été de cartographier le plancher océanique autour de l’île pour voir où l’eau chaude et profonde peut atteindre les glaciers. Un contractant a réalisé la majeure partie de la cartographie à l’aide d’un bateau de recherche, et le chercheur principal adjoint de l’OMG, Eric Rignot, du JPL et de l’Université de Californie à Irvine, a mené de plus petits relevés les années suivantes pour compléter les sections manquantes.
Pour mesurer la température et la salinité de l’océan jusqu’au fond de la mer, Willis a mené une campagne aérienne estivale qui a permis de larguer chaque année environ 250 sondes dans l’océan à des endroits stratégiques tout autour du littoral. Six étés de vol au-dessus de l’Arctique lointain peuvent ressembler davantage à une aventure qu’à un projet de recherche.mais, selon Willis, “ce n’est une aventure que rétrospectivement. Pendant que vous y êtes, vous avez la tête baissée et vous travaillez aussi dur que possible.” Pour les scientifiques, les données transmises par les sondes à leur ordinateur étaient suffisamment excitantes.
Le site cartes détaillées et les données de température recueillies par OMG montrent que deux à quatre fois plus de glaciers se trouvent dans des eaux plus chaudes de plusieurs degrés que ce que l’on pensait et sont donc plus menacés que ce que l’on pensait. Les chercheurs ont compris qu’un tiers environ des glaciers du Groenland étaient responsables de la moitié de la perte de glace de ce pays ; OMG a découvert que tous ces coupables descendent dans des eaux chaudes. Les modèles climatiques qui ne tiennent pas compte des effets de l’eau chaude sous-estiment la perte de glace glaciaire d’un facteur deux au moins. – en d’autres termes, manquent la moitié de l’augmentation du niveau de la mer provenant de cette source.
Collaboration
Les données révolutionnaires d’OMG ont influencé de nombreux types d’études sur l’Arctique, outre l’océanographie. Par exemple, Kristin Laidre, de l’Université de Washington, est une experte de renommée internationale sur les narvals, des baleines arctiques dotées d’une dent saillante ressemblant à un défenses. Avec Ian Fenty, cochercheur principal de l’OMG au JPL, elle a mis au point un système d’identification des narvals. projet qui profite à la fois aux biologistes marins et aux océanographes : une croisière de recherche pour placer des sondes OMG et des sondeurs acoustiques qui enregistrent la présence de narvals devant les glaciers du Groenland occidental.
Les données de la sonde fournissent une vue rapprochée de l’ampleur des variations des conditions océaniques dans une petite zone, et Laidre espère que, combinées aux données du sondeur, elles permettront d’expliquer pourquoi certains fronts de glacier sont particulièrement attrayants pour les narvals. “Nous, les biologistes, pouvons mieux comprendre les animaux et les populations en travaillant avec des spécialistes des sciences physiques”, a-t-elle déclaré, en faisant référence à l’équipe de l’OMG. “Avoir un groupe de scientifiques qui veulent collaborer est vraiment génial”.
Suite
La fin de la mission ne signifie pas la fin de toutes les nouvelles données de l’océan du Groenland. En 2021, l’équipe a largué quelques sondes à plus longue durée de vie dans des zones où les changements de température ou de circulation océanique ne sont pas entièrement compris. Ces sondes “hivernent” sous la surface, continuant à monter et descendre dans l’eau pour recueillir des données qui seront lues à distance lorsque la glace fondra l’été prochain.
Et les scientifiques de nombreux domaines continueront à s’appuyer sur les observations d’OMG pour leurs recherches. À ce jour, près de la moitié des articles de journaux évalués par des pairs et utilisant les données sont rédigés par des chercheurs extérieurs à l’équipe scientifique de la mission – une proportion inhabituellement élevée. “Nous voyons beaucoup plus de science que ce que nous avions prévu à l’origine”, a déclaré Willis. “Ces articles ne vont pas s’arrêter”.
