Depuis le milieu des années 1990, la calotte glaciaire du Groenland perd la messe, ne laissant que trois langues flottantes à jouer. L'un d'eux, Nioghalvfjerdsbræ ou le glacier à 79 ° N, montre déjà les premiers signes d'instabilité.
Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l'Institut Alfred Wegener ont étudié comment – entraîné par le réchauffement climatique – 21 km2 Grand lac de fusion s'est formé et développé à la surface du glacier à 79 ° N. Ils ont observé qu'au fil des ans, ce lac a provoqué des fissures gigantesques et que l'eau qui sortait soulève le glacier. Leurs résultats ont été publiés dans la revue La cryosphère.
Le lac est apparu pour la première fois dans les données d'observation de l'année 1995. « Il n'y avait pas de lacs dans cette zone du glacier de 79 ° N avant l'augmentation des températures atmosphériques au milieu des années 1990 », comme l'a déclaré le professeur Angelika Humbert, le Glaciologist à l'Alfred Wegener Institute Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI).
« Depuis le moment de sa formation en 1995 jusqu'en 2023, l'eau du lac du lac s'est évanouie à plusieurs reprises et brusquement à travers les canaux et les fissures dans la glace, ce qui fait que des quantités massives d'eau douce atteignent le bord de la langue du glacier vers l'océan. » Il y a eu un total de sept événements de drainage de ce type, dont quatre ont eu lieu au cours des cinq dernières années.
« Au cours de ces drainages, des champs de fracture triangulaires étendus avec des fissures dans la glace formés à partir de 2019, qui sont façonnés différemment de tous les drainages du lac que j'ai vus jusqu'à présent », explique Humbert.
Certains de ces fissures forment des canaux avec des ouvertures de plusieurs dizaines de mètres de large (Moulins). L'eau traverse également ces moulins après le drainage principal du lac, ce qui signifie qu'en quelques heures, une énorme quantité d'eau atteint la base de la calotte glaciaire.
« Pour la première fois, nous avons maintenant mesuré les canaux qui se forment dans la glace pendant le drainage et comment ils changent au fil des ans », explique Humbert.
Après la formation du lac en 1995, sa taille a diminué avec le temps avec les premières fissures apparaissant. Ces dernières années, le drainage s'est produit à des intervalles de plus en plus courts. « Nous soupçonnons que cela est dû aux moulins triangulaires qui ont été réactivés à plusieurs reprises au cours des années depuis 2019 », explique Humbert.
Le comportement matériel du glacier joue ici un rôle: d'une part, la glace se comporte comme un fluide extrêmement épais (visqueux) qui s'écoule lentement sur le substrat. Dans le même temps, cependant, il est également élastique, lui permettant de se déformer et de revenir à sa forme d'origine, similaire à un élastique. La nature élastique de la glace est ce qui permet aux fissures et aux canaux de se former en premier lieu.
D'un autre côté, la nature rampante de la glace aide les canaux à l'intérieur du glacier à se fermer à nouveau au fil du temps après le drainage. « La taille des fractures triangulaires de Moulin à la surface reste inchangée pendant plusieurs années. Les images radar montrent que bien qu'elles changent avec le temps à l'intérieur du glacier, elles sont toujours détectables des années après leur formation. » Ces données révèlent également qu'il existe un réseau de fissures et de canaux, ce qui signifie qu'il y a plus d'un moyen pour que l'eau s'échappe.
L'eau de fusion soulève les glaciers
Les chercheurs ont pu voir des ombres le long des fissures sur certaines photographies aériennes. « Dans certains cas, la glace aux surfaces de fracture a également changé de hauteur, comme si elle était plus élevée d'un côté du Moulin que de l'autre », explique Humbert.
Le plus grand changement est rencontré directement dans le lac, ce qui est dû aux énormes masses d'eau qui sont entrées dans les fissures sous le glacier et qui y ont formé un lac sous-glaciaire. Les images radar de l'intérieur montrent qu'une ampoule s'est apparemment formée sur ce lac sous la glace, poussant le glacier vers le haut à ce stade. Encore plus de 15 ans après le premier drainage, les fissures sont toujours visibles à la surface.
Lors de la réalisation de leur étude, les chercheurs ont analysé les données de diverses mesures. En utilisant les données de télédétection par satellite et les données des enquêtes aéroportées, ils ont pu étudier comment le lac se remplit et se draine et les trajets de l'eau dans le glacier. La modélisation viscoélastique leur a permis de déterminer si et comment les chemins de drainage se ferment dans le temps.
Les résultats soulèvent une question cruciale: les drainages fréquents ont-ils forcé le système des glaciers dans un nouvel état, ou le système peut-il (toujours) revenir à un état hivernal normal malgré ces quantités d'extrême d'eau?
« En seulement dix ans, les modèles récurrents et la régularité se sont développés dans le drainage, avec des changements massifs et brusques dans les afflux d'eau de fusion sur une période d'heures à jours », explique Humbert. « Ce sont des perturbations extrêmes dans le système, et il n'a pas encore été étudié si le système glaciaire peut absorber cette quantité d'eau et est capable d'influencer le drainage lui-même. »
L'étude fournit des données importantes pour intégrer les fissures dans les modèles de calottes glaciaires et la recherche sur la façon dont elles se forment et influencent le glacier. Les chercheurs AWI travaillent en étroite collaboration avec des scientifiques de Tu Darmstadt et de l'Université de Stuttgart sur la modélisation.
Comprendre et prendre en compte le comportement et les effets des fissures dans le glacier est particulièrement important en ce qui concerne le développement du lac sur le glacier de 79 ° N: en raison du réchauffement avancé de l'atmosphère, les surfaces de fracture se sont produites de plus en plus vers le haut de la pente, impactant sur une zone de plus en plus grande du glacier.
