Pendant des décennies, les satellites ont joué un rôle crucial dans notre compréhension des régions polaires éloignées. La perte en cours de glace antarctique, en raison de la crise climatique, n'est malheureusement plus surprenante. Cependant, les satellites font plus que simplement suivre l'écoulement accélérant des glaciers vers l'océan et mesurer l'épaisseur de la glace.
De nouvelles recherches mettent en évidence comment la mission cryosat d'ESA a été utilisée pour découvrir l'impact caché des lacs sous-glaciaires – des réservoirs d'eau enterrés profondément sous la glace – qui peuvent soudainement s'écouler dans l'océan dans des explosions dramatiques et affecter la perte de glace.
Transportant un altimètre radar spécialisé, le cryosat mesure les changements de hauteur ou d'élévation de glace – tous deux glaces flottant dans l'océan – glace, les icebergs et les étagères glaciaires, et la glace sur terre – glaciers et calottes glaciaires. Ce faisant, la mission offre un aperçu du changement d'épaisseur de la glace en raison de l'éclaircissement et de la fusion.
Étant donné que la surface des calottes glaciaires peut également augmenter et descendre en réponse à l'eau se déplaçant profondément en dessous de la surface de la glace, les mesures du changement d'élévation peuvent également être liées à des processus hydrologiques cachés à la vue, tels que le drainage du lac sous-glaciaire.
En 2013, sept lacs sous-glaciaires, qui étaient à plus de 2 km sous le glacier Thwaites, tous soudainement drainés en même temps. Ils ont libéré environ 7 kilomètres cubes d'eau douce dans la mer d'Amundsen – c'est à peu près la même quantité d'eau maintenue au Loch Ness en Écosse.
Après cet événement, les scientifiques ont observé un doublement des taux de fusion dans les étagères de glace Thwaites, ainsi qu'une éclaircissement de glace significatif. De plus, une polynya – une zone d'eau libre entourée de glace de mer – se former devant les thwaites, signalant une augmentation intense de l'eau tiède liée au drainage du lac.
À l'intérieur des terres, la calotte glaciaire a commencé à s'arrêter, à accélérer et la ligne de mise à la terre a commencé à se retirer.
L'amincissement et l'affaiblissement des étagères de glace sont particulièrement préoccupants en Antarctique. Une étagère à glace est l'extension flottante d'un glacier et une ligne de mise à la terre est le point auquel un glacier passe à une étagère de glace et commence à flotter.
Les étagères de glace agissent comme des contreforts sur la calotte glaciaire, si les étagères de glace mince et les lignes de mise à la terre se retirent, cela peut provoquer une instabilité et un flux encore plus rapide de la calotte glaciaire vers l'océan.
La nouvelle recherche, basée sur les données cryosates et publiée dans Communications de la naturesouligne la sensibilité de la calotte glaciaire antarctique à la dynamique sous-glaciaire et ses interactions complexes avec les conditions océaniques.
La région des glaciers Thwaites est principalement touchée par l'eau chaude de l'océan coulant sous les étagères de glace, les faisant fondre par le bas.
Alors que les glacières minces, les glaciers accélèrent, envoyant plus de glace dans l'océan et élevant le niveau de la mer. De plus, la forme du substratum rocheux sous la glace la rend plus instable. Étant donné que la glace se trouve sur un lit plus profond à l'intérieur des terres, une fois que la fonte commence, elle peut entraîner une perte de glace encore plus rapide au fil du temps.
Mais comment les explosions sous-glaciaires de 2013 ont-elles affecté le glacier Thwaites?
Noel Gourmelen, de l'Université d'Édimbourg et l'auteur principal du journal a expliqué: « Il y a une série de lacs sous le glacier Thwaites, qui fait partie d'un vaste réseau de canaux de drainage d'eau de fonte que nous ne savions pas qu'il y a 10 ans.
« Des lacs similaires existent dans de nombreux endroits sous la calotte glaciaire antarctique. Certains d'entre eux ont épuisé une ou deux fois depuis les deux décennies environ que nous avons pu les observer de l'espace. Combien de ces lacs existent, comment ces lacs commencent soudainement à inonder et quel impact sur le drainage de ces lacs a sur la stabilité de la calotte glaciaire, sont des questions que nous essayons encore de répondre.
« L'eau douce dans ces lacs est plus légère que l'océan salé, et donc lorsqu'il s'est épuisé à travers la ligne de mise à la terre des Thwaite en 2013, à une profondeur d'environ 1 km sous le niveau de la mer, il a déclenché une étendue turbulente de la mèche chaude et profonde jusqu'à la surface de l'océan. Cet afflux de la mèche de la glace à la base de la glace, à la base de la glace, une polynya.
« Surtout, cela a eu lieu dans une zone de la plate-forme de glace qui contrôle la vitesse à laquelle la glace à l'intérieur des terres coule, ainsi que l'effet de contrefaçon sur la plate-forme de glace.
Cet événement exceptionnel met en évidence le rôle que l'hydrologie sous-glaciaire peut jouer dans la modulation de la fusion des océans et de la retraite des glaciers en Antarctique, et remet en question la représentation actuelle des processus qui se déroulent le long des zones de mise à la terre de l'Antarctique.
Les nouvelles recherches ont combiné les données de satellites tels que le cryosat avec des modèles informatiques de flux de glacier et de courants océaniques via le projet Futureeo Science for Society 4D Antarctica d'ESA.
Mark Drinkwater, chef de la division Earth and Mission Sciences de l'ESA, a déclaré: « Au cours des 15 dernières années, Cryosat a rendu une richesse de données qui a conduit à des découvertes vraiment remarquables sur nos fragiles régions polaires et glaciers du monde entier.
« Cet héritage de données nous permet non seulement de mesurer le changement, mais aussi, surtout, de comprendre pourquoi les changements se produisent et ce que cela signifie en termes d'effet d'entraînement pour le système terrestre dans son ensemble.
« Nous développons actuellement plusieurs autres missions par satellite qui reprendront là où Cryosat finira par quitter, et fournira également plus de compréhension de la glace polaire et au-delà. »
Martin Port, coordinateur de cluster Science Polar Science, a noté: « Grâce à une combinaison de télédétection par satellite et de modélisation numérique, cette nouvelle recherche du projet FutureEo 4 Gantarctica de l'ESA a révélé de nouvelles perspectives cruciales sur l'interaction complexe entre la feuille glaciaire antarctique et l'océan sud.
« Les missions à venir, telles que les missions Copernicus Cristal, Rose-L et CIMR, fourniront des observations améliorées dans ces régions, nous permettant de mieux comprendre ces processus dynamiques complexes pour quantifier l'impact actuel et futur du changement climatique sur la stabilité de la calotte glaciaire et l'élévation du niveau de la mer. »
