Sous la grande étendue blanche de la calotte glaciaire antarctique, un mystérieux royaume de ruisseaux et de lacs se trouve hors de vue. Une grande partie de ce monde de l'eau caché reste mal compris. Mais une nouvelle étude suggère que si les scientifiques continuent de l'ignorer, ils pourraient sous-estimer grandement l'élévation du niveau de la mer mondiale.
L'apparence de cette eau sous-glaciaire en simulations informatiques pourrait augmenter les projections de l'élévation du niveau de la mer au cours des deux prochains siècles d'environ deux mètres, les chercheurs signalent le 7 avril Communications de la nature. Pour le contexte, les scientifiques estiment que le réchauffement climatique a augmenté le niveau de la mer d'environ 0,2 mètre au cours du siècle dernier.
«Cette eau cachée sous l'Antarctique joue un rôle beaucoup plus important que nous ne le pensions», explique Chen Zhao, glaciologue à l'Université de Tasmanie à Hobart, en Australie. Les décideurs politiques fondent leurs décisions sur les projections actuelles de l'élévation du niveau de la mer, dit-elle, « mais que se passe-t-il si nous l'avions largement sous-estimée? »
Bien que la calotte glaciaire antarctique puisse être congelée, elle n'est pas statique. La calotte glaciaire se déforme sous son propre poids, et à certains endroits, sa base glaciale glisse le long du sol comme un traîneau sur la neige. Ce processus, connu sous le nom de glissement basal, explique la majeure partie du mouvement des glaciers antarctiques les plus rapides qui coulent dans l'océan. Comprendre le glissement basal est crucial pour estimer la future augmentation du niveau de la mer.
Les chercheurs savaient déjà que l'eau sous-glaciaire peut stimuler la vitesse de glissement basale d'un glacier. Semblable à la façon dont une table de hockey aérienne effuse un mince coussin d'air pour une rondelle pour glisser, la pression exercée par l'eau sous-glaciaire contrecarre une partie du poids du glacier sus-jacent, relâchant son débit vers la mer. «C'est en quelque sorte lubrifiant le terrain de la glace», explique le glaciologue Mathieu Morlighighm de Dartmouth College, qui n'a pas été impliqué dans l'étude.
Mais il reste incertain à quel point l'eau basale améliore l'écoulement des glaciers et l'élévation du niveau de la mer. De nombreuses simulations – ou modèles d'ordinateur glaciaire de l'Antarctique – qui prédisent l'élévation du niveau de la mer ignorent les effets de l'eau sous-glaciaire et sous-estiment probablement son impact, dit Zhao.
Elle et ses collègues ont simulé l'évolution de la calotte glaciaire antarctique alors qu'elle s'écoulait sur les canaux et les lacs. Parce que si peu est connu sur la distribution de l'eau sous la calotte glaciaire, ils ont testé différentes façons de simuler la pression qu'elle exerce.
Par exemple, dans un test, les chercheurs ont supposé que l'eau sous la calotte glaciaire pouvait s'écouler essentiellement sans entrave dans l'océan. Dans d'autres, ils ont pris en compte la topographie sous la calotte glaciaire, compte tenu des endroits où l'eau s'accumulerait pour construire une image plus complexe de la répartition de la pression. Et dans certains tests, l'équipe a augmenté la pression de l'eau près de la ligne de mise à la terre, où la calotte glaciaire rencontre l'océan.
«Cela a un sens physique», explique Morlighem. «Ils rendent le lit plus glissant… alors que la glace commence à flotter.»
Cette glissade accrue a contribué au résultat le plus extrême. Par rapport à l'approche standard utilisée dans les modèles de calotte glaciaire actuels, une simulation avec une ligne de mise à la terre glissante a généré 2,2 mètres supplémentaires d'élévation du niveau de la mer de 2300.
«Ce n'est pas du tout fou», explique Morlighhem. Ces deux mètres ne représentent que 4% de ce que la calotte glaciaire antarctique – qui contient environ 90% de la glace sur Terre – pourrait livrer si tout fondait, explique-t-il. Le reste des tests a donné un large éventail de contributions à l'élévation du niveau de la mer.
Déterminer exactement la quantité d'eau sous-glaciaire contribuera à la future augmentation du niveau de la mer nécessitera une enquête plus approfondie sur ce qui se trouve sous la calotte glaciaire antarctique. «Sans savoir ce qui est sous la glace, nous devons faire des hypothèses dans nos simulations qui peuvent avoir des impacts importants sur les prédictions», explique Zhao.
