Percer les secrets de Thwaites : le glacier qui réécrit l’histoire du climat

Niché dans l’immense nature sauvage de l’Antarctique, le Glacier Thwaites s’étend de manière impressionnante sur environ 80 milles à la frontière ouest du continent. Malgré son ampleur monumentale, ce glacier colossal est confronté à un déséquilibre inquiétant, perdant environ 50 milliards de tonnes de glace par an, en plus de ce qu’il gagne grâce aux chutes de neige. Cette disparité critique met en péril sa stabilité.

Une fonte accélérée des glaces a été observée depuis les années 1970, mais on ne sait pas exactement quand cette fonte importante a commencé – jusqu’à présent. Une nouvelle étude publiée dans la revue PNAS, dirigé par des chercheurs de l’Université de Houston, suggère qu’un retrait important des glaciers a commencé dans les années 1940. Leurs résultats sur le glacier Thwaites coïncident avec des travaux antérieurs qui étudiaient le retrait sur le glacier Pine Island et révélaient que le retrait glaciaire avait également commencé dans les années 40.

« Ce qui est particulièrement important dans notre étude, c’est que ce changement n’est pas aléatoire ni spécifique à un glacier », a déclaré Rachel Clark, auteur correspondant, diplômée de l’UH l’année dernière avec un doctorat en géologie. « Cela s’inscrit dans un contexte plus large de changement climatique. Vous ne pouvez tout simplement pas ignorer ce qui se passe sur ce glacier.

Clark et les auteurs de l’étude postulent que le retrait des glaciers a probablement été déclenché par un phénomène climatique extrême El Niño qui a réchauffé l’Antarctique occidental. Depuis lors, affirment les auteurs, le glacier ne s’est pas rétabli et contribue actuellement à 4 % de l’élévation mondiale du niveau de la mer.

« Il est significatif qu’El Niño n’ait duré que quelques années, mais les deux glaciers, Thwaites et Pine Island, continuent de reculer de manière significative », a déclaré Julia Wellner, professeure agrégée de géologie à l’UH et chercheuse principale américaine du projet Thwaites Offshore Research. ou THOR, une collaboration internationale dont les membres de l’équipe sont les auteurs de l’étude.

« Une fois que le système est déséquilibré, le recul se poursuit », a-t-elle ajouté.

Leurs découvertes montrent également clairement que le retrait de la zone d’échouage des glaciers, ou la zone où les glaciers perdent le contact avec le fond marin et commencent à flotter, était dû à des facteurs externes.

« La découverte selon laquelle les glaciers Thwaites et Pine Island partagent une histoire commune d’amincissement et de retrait corrobore l’idée selon laquelle la perte de glace dans le secteur de la mer d’Amundsen de la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental est principalement contrôlée par des facteurs externes, impliquant des changements dans la circulation océanique et atmosphérique. , plutôt que la dynamique interne des glaciers ou les changements locaux, tels que la fonte au niveau du lit du glacier ou l’accumulation de neige à la surface du glacier », a déclaré Claus-Dieter Hillenbrand, chercheur principal britannique de THOR et co-auteur de l’étude.

« Une implication significative de nos découvertes est qu’une fois le retrait de la calotte glaciaire déclenché, il peut se poursuivre pendant des décennies, même si ce qui a commencé ne s’aggrave pas », a ajouté James Smith, géologue marin au British Antarctic Survey et co-étude. -auteur. « Il est possible que les changements que nous observons aujourd’hui sur les glaciers de Thwaites et de Pine Island – et potentiellement dans l’ensemble de la baie de la mer d’Amundsen – aient été essentiellement déclenchés dans les années 1940. »

La datation des carottes de sédiments joue un rôle clé dans l’étude

Clark et l’équipe ont utilisé trois méthodes principales pour parvenir à leur conclusion. L’une de ces méthodes consistait à collecter des carottes de sédiments marins plus proches que jamais du glacier Thwaites. Ils ont récupéré les carottes lors de leur voyage dans la mer d’Amundsen près de Thwaites début 2019 à bord du Nathaniel B. Palmer brise-glace et navire de recherche. Les chercheurs ont ensuite utilisé les carottes pour reconstruire l’histoire du glacier depuis le début de l’Holocène jusqu’à nos jours. L’Holocène est l’époque géologique actuelle qui a commencé après la dernière période glaciaire, il y a environ 11 700 ans.

Des tomodensitogrammes ont été utilisés pour prendre des radiographies du sédiment afin de recueillir des détails sur son histoire. La géochronologie, ou la science de la datation des matériaux terrestres, a ensuite été utilisée pour conclure qu’une fonte importante des glaces avait commencé dans les années 40.

Clark a utilisé ²¹⁰Pb (plomb 210), un isotope naturellement enfoui dans les carottes de sédiments et radioactif, car il s’agit de l’isotope le plus important dans sa géochronologie. Ce processus est similaire à la datation au radiocarbone, qui mesure l’âge des matières organiques jusqu’à 60 000 ans.

« Mais le plomb 210 a une demi-vie courte d’environ 20 ans, alors que quelque chose comme le radiocarbone a une demi-vie d’environ 5 000 ans », a déclaré Clark. « Cette courte demi-vie nous permet de construire une chronologie détaillée du siècle dernier. »

Cette méthodologie est importante car, bien que des données satellitaires existent pour aider les scientifiques à comprendre le retrait des glaciers, ces observations ne remontent qu’à quelques décennies, une période trop courte pour déterminer comment Thwaites réagit aux changements océaniques et atmosphériques. Des enregistrements pré-satellites sont nécessaires pour que les scientifiques puissent comprendre l’histoire à long terme du glacier, c’est pourquoi des carottes de sédiments sont utilisées.

Une étude éclaire les futures modélisations visant à réduire l’incertitude liée à l’élévation du niveau de la mer

Le glacier Thwaites joue un rôle essentiel dans la régulation de la stabilité de la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental et, par conséquent, dans l’élévation mondiale du niveau de la mer, selon les chercheurs de l’Antarctique.

« Le glacier est important non seulement en raison de sa contribution à l’élévation du niveau de la mer, mais aussi parce qu’il agit comme un bouchon dans la bouteille, retenant derrière lui une plus grande zone de glace », a déclaré Wellner. « Si Thwaites est déstabilisé, alors il est possible que toute la glace de l’Antarctique occidental soit déstabilisée. »

Si le glacier Thwaites devait s’effondrer complètement, le niveau mondial de la mer devrait augmenter de 65 cm (25 po).

« Notre étude aide à mieux comprendre quels facteurs sont les plus critiques dans l’amincissement et le retrait des glaciers drainant la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental dans la mer d’Amundsen », a déclaré Hillenbrand. « Par conséquent, nos résultats amélioreront les modèles numériques qui tentent de prédire l’ampleur et le rythme de la fonte future de la calotte glaciaire de l’Antarctique et ses contributions au niveau de la mer. »

Les chercheurs de THOR font partie d’une initiative encore plus vaste, l’International Thwaites Glacier Collaboration, un partenariat américano-britannique visant à réduire l’incertitude dans la projection de l’élévation du niveau de la mer à partir du glacier Thwaites.

Les auteurs de l’étude sont Clark, Wellner et Georgina Garcia-Barrera de l’Université de Houston ; Hillenbrand, James Smith, Robert Larter et Kelly Hogan du British Antarctic Survey ; Rebecca Totten, Asmara Lehrmann et Victoria Fitzgerald de l’Université d’Alabama ; Lauren Simkins et Allison Lepp de l’Université de Virginie ; Alastair Graham de l’Université de Floride du Sud ; Frank Nitsche de Université de Colombie; James Kirkham de l’Université de Cambridge et du British Antarctic Survey ; Werner Ehrmann de l’Université de Leipzig ; et Lukas Wacker de la physique des faisceaux d’ions.