Le bord d'un glacier du Groenland qui fait face à l'océan. Une expédition de recherche dirigée par l'Université du Texas à Austin est sur le point de mener la première étude robotisée de ces glaciers sous l'eau. Crédit : Agence spatiale européenne
Une équipe de l'Université du Texas mène une étude révolutionnaire sur les glaciers du Groenland pour comprendre les mécanismes sous-marins de la fonte des glaciers et le rôle des sédiments dans le ralentissement de ce processus. Leurs résultats fourniront des informations sur les futures élévations du niveau de la mer, essentielles pour préparer les communautés côtières du monde entier.
Une équipe de scientifiques de l'Université du Texas à Austin s'est lancée dans une expédition de quatre semaines pour explorer les rebords sous-marins des glaciers côtiers du Groenland afin d'en savoir plus sur l'élévation future du niveau de la mer. En collaboration avec des partenaires internationaux, les scientifiques étudieront les processus qui contrôlent la fonte de ces glaciers géants et ce que cela signifie pour l'avenir de la calotte glaciaire du Groenland, qui recèle environ 7 mètres d'élévation potentielle du niveau de la mer.
Les chercheurs seront accompagnés d'un submersible robotisé qui recueillera des mesures des parois sous-marines des glaciers et des eaux de fonte chargées de sédiments, un exploit qui n'a jamais été tenté de près. Les scientifiques effectueront également des relevés approfondis du fond marin et recueilleront des carottes de sédiments qui leur permettront de remonter le temps pour voir comment les périodes passées de changement climatique ont affecté les glaciers.
Nereid Under Ice (NUI), un robot submersible développé et exploité par la Woods Hole Oceanographic Institution, lors d'une expédition dans l'océan Arctique en 2019. La mission dirigée par l'UT Austin s'appuiera sur la capacité du véhicule à fonctionner dans les conditions difficiles à proximité des grands glaciers du Groenland. Crédit : Luis Lamar, avec l'aimable autorisation de la Fondation Avatar Alliance
Comprendre les sédiments et la stabilité des glaciers
L'une des questions clés de la recherche est le rôle des sédiments dans le ralentissement de la fonte des glaciers, a déclaré Ginny Catania, scientifique en chef de l'expédition, professeure de recherche à l'Institut de géophysique de l'Université du Texas (UTIG) et au Département des sciences de la Terre et des planètes de l'UT. L'UTIG dirige l'expédition et fait partie de l'École de géosciences Jackson de l'UT.
« La majeure partie de la calotte glaciaire a reculé, mais il y a quelques glaciers qui n'ont pas reculé à côté de glaciers qui ont beaucoup reculé. Et cela pourrait être dû au fait que les sédiments stabilisent les glaciers », a déclaré Catania.
Un graphique montrant comment les sédiments provenant de sous le glacier s'accumulent pour former des moraines de renfort et comment l'expédition dirigée par l'UT Austin prévoit d'explorer l'environnement glaciaire. Crédit : Ginny Catania
Les chercheurs pensent que les glaciers sont protégés des courants océaniques chauds par des murs sous-marins, appelés moraines, qui s'accumulent à partir des sédiments transportés depuis le dessous du glacier lui-même. Ces murs de renfort se forment également lorsque les glaciers avancent, démolissant le fond marin devant eux.
Mais dans quelle mesure ces sédiments ralentissent-ils la fonte, à quelle vitesse se forment-ils et combien de temps persistent-ils ? Les réponses à ces questions devraient permettre aux scientifiques d’avoir une meilleure idée de l’avenir de la calotte glaciaire au Groenland et en Antarctique, où les sédiments pourraient également jouer un rôle dans la stabilisation des glaciers. Ces réponses, à leur tour, peuvent aider à prédire la vitesse à laquelle le niveau de la mer augmentera dans les années à venir.
La scientifique en chef Ginny Catania et l'étudiant diplômé de la Jackson School Casey Vigilia examinent les données bathymétriques préliminaires de la première cible de l'expédition, le glacier Kangerdlussauq, alors qu'ils se dirigent vers la zone d'étude. Crédit : Marcy Davis/University of Texas Institute for Geophysics
Technologies avancées et collecte de données
Catania a expliqué : « Il s'agit d'une mission de grande envergure visant à recueillir le plus d'informations possible sur le comportement des glaciers sous l'eau, à l'aide d'outils très sophistiqués que nous n'avons pas pu utiliser auparavant. »
Le NUI attend son déploiement sur le pont du navire de recherche Celtic Explorer. La première cible de l'étude du submersible robotisé est Kangerdlussauq, un grand glacier de l'ouest du Groenland. Crédit : Marcy Davis/University of Texas Institute for Geophysics
Le sous-marin robotisé Nereid Under Ice (NUI) est essentiel pour recueillir les données qui peuvent répondre à ces questions. Le NUI a été développé et est exploité par les ingénieurs de la Woods Hole Oceanographic Institution, qui sont à bord pour la mission. Il est spécialement conçu pour naviguer dans l'environnement dangereux et glacé du fjord glaciaire, où il utilisera ses capteurs et ses échantillonneurs pour mesurer les sédiments s'écoulant sous la glace et pour effectuer des relevés géophysiques rapprochés sans précédent de la glace et du fond marin.
Des mesures similaires seront effectuées par un drone de surface XOcean et par des instruments plus grands à bord du navire de l'expédition, le RV Celtic Explorer du Marine Institute of Ireland. Les chercheurs recueilleront également des données sur la surface des glaciers à l'aide de drones aériens.
Un drone de surface fourni par XOcean. Les chercheurs piloteront le drone à distance à travers les champs de glace jusqu'à la face imposante du glacier où il effectuera des analyses haute résolution du fond marin et des parois sédimentaires, appelées moraines. Crédit : Marcy Davis/University of Texas Institute for Geophysics
Conséquences pour les communautés côtières
Les résultats de l’expédition sur l’élévation future du niveau de la mer seront essentiels pour les communautés côtières du monde entier, a déclaré Catania, qui dirige également un projet de recherche sur la côte du Texas. « Une grande partie de la recherche doit porter sur la compréhension de la façon dont la côte va réagir à cette inondation et sur ce que les gouvernements peuvent faire pour y remédier », a-t-elle déclaré.
Le navire de recherche du Marine Institute, le Celtic Explorer, se prépare à partir pour le Groenland. L'expédition dirigée par l'UT Austin effectuera des relevés des parois glaciaires à l'aide des instruments du navire, d'un submersible robotisé, de drones marins et aériens. Crédit : Sean Gulick/Jackson School of Geosciences
Effort de recherche collaborative
L'équipe d'expédition de Catane est composée de 24 chercheurs, ingénieurs et étudiants de sept institutions, dont UT, Woods Hole, Université de FlorideUniversité d'État de l'Oregon, Université Rutgers, Université Tufts et Université d'AarhusDanemark. Ils sont soutenus par l'équipage de 15 personnes du Celtic Explorer.
L'expédition, annoncée pour la première fois en 2022, est financée par la Fondation Keck et la National Science Foundation.
