De nouvelles recherches mettent en évidence la manière dont l'eau de fonte des glaces de l'Antarctique, entraînée par le changement climatique, affecte les glaces voisines par l'intermédiaire des courants océaniques. Ce système interconnecté, étudié à l'aide de méthodes innovantes, notamment des phoques équipés de capteurs, est essentiel pour comprendre et prévoir l'élévation du niveau de la mer. Crédit : Andy Thompson
Des chercheurs ont découvert que l’eau de fonte des glaces de l’Antarctique, aggravée par le changement climatique, contribue à un réseau complexe de courants océaniques qui influencent la fonte des glaces sur tout le continent.
Des chercheurs du Caltech ont utilisé des données provenant de véhicules sous-marins autonomes et de phoques équipés de capteurs pour suivre les voies de l'eau de fonte dans la mer de Bellingshausen, une région peu étudiée. Leurs découvertes révèlent de nouvelles caractéristiques et de nouveaux courants sous-marins qui aident à prédire l'élévation future du niveau de la mer en comprenant ces processus interconnectés.
Impact du changement climatique sur les plateformes de glace de l'Antarctique
En raison du réchauffement climatique, les plateformes de glace de l’Antarctique fondent à un rythme accéléré. La majeure partie de la fonte provient de la partie inférieure des plateformes de glace, en raison de l’écoulement d’eau chaude sous celles-ci. Mais le processus ne s’arrête pas là : lorsque l’eau de fonte pénètre dans l’océan, elle est transportée le long de la côte de l’Antarctique par les courants marins, modifiant ainsi les taux de fonte des plateformes de glace situées plus en aval. Il est nécessaire de cartographier ces voies de fonte pour mieux comprendre et prévoir la fonte et l’élévation du niveau de la mer qui en résulte.
« Nous avions l’habitude de considérer les plateformes de glace comme des systèmes isolés, mais nous savons désormais que plusieurs plateformes de glace sont reliées par des courants le long de la côte antarctique », explique Andy Thompson, professeur de sciences environnementales et d’ingénierie John S. et Sherry Chen à Caltech. « Ce qui se passe sur une plateforme de glace modifie les processus sur une autre. Pour prédire avec précision les changements, nous devons comprendre l’effet domino qu’ils ont les uns sur les autres. »
Des mesures de température et de salinité ont été recueillies à bord du R/V Nathaniel B. Palmer dans la mer de Bellingshausen, dans l'océan Austral. La perte de volume des plateformes de glace dans cette région de l'Antarctique occidental a augmenté rapidement au cours des dernières décennies. Crédit : Andy Thompson
Découverte de nouvelles voies d'eau de fonte
Depuis plus d'une décennie, les chercheurs du laboratoire de Thompson étudient les mers de l'Antarctique en utilisant une combinaison de techniques. Une nouvelle étude dirigée par Mar Flexas, chercheuse principale, examine les données recueillies par un véhicule sous-marin autonome ainsi que par des phoques équipés de capteurs sur la tête. Grâce à ces données, l'équipe a découvert un nouveau courant que suit l'eau de fonte dans une région connue sous le nom de mer de Bellingshausen, du côté de l'Antarctique le plus proche de l'Amérique du Sud.
« La mer de Bellingshausen n’est pas une région très étudiée, mais c’est le premier endroit où l’eau chaude des océans Atlantique et Pacifique atteint les plateformes de glace », explique Thompson, qui est également directeur du Centre Ronald et Maxine Linde pour les sciences environnementales mondiales et responsable exécutif des sciences environnementales. « À mesure que les plateformes de glace fondent, l’eau devient plus froide et plus douce, ce qui diminue sa capacité à fondre. »
Déploiement d'un véhicule océanique autonome, appelé planeur, dans la mer de Bellingshausen, dans l'océan Austral. Les planeurs mesurent la température, la salinité et la concentration de gaz dissous dans l'océan. Ces données peuvent ensuite être utilisées pour surveiller la manière dont l'océan transporte la chaleur vers les plateformes de glace flottantes de l'Antarctique. Crédit : Andy Thompson
Le rôle des données sur les phoques dans la recherche sur le climat
Une collaboration de plusieurs décennies entre chercheurs de plusieurs institutions équipe les phoques de petits capteurs qui mesurent les propriétés océaniques pendant que les animaux se déplacent et plongent dans les mers à la recherche de nourriture. Le programme s'appelle Marine Mammals Exploring the Oceans Pole to Pole (MEOP) et les données collectées sont accessibles au public pour les chercheurs.
En combinant ces données avec celles des planeurs sous-marins du laboratoire Thompson, Flexas et son équipe ont recueilli des informations sur des propriétés telles que la température de l'océan, la salinité, la teneur en oxygène et la concentration de particules dans l'eau dans les mers de Bellingshausen et d'Amundsen.
Dévoiler les courants et les creux sous-marins
L’équipe a identifié deux voies distinctes d’eau de fonte provenant de différentes plateformes de glace. L’une suit la côte et peut accélérer la fonte des plateformes de glace en aval en piégeant les eaux chaudes en profondeur, tandis que l’autre voie retourne vers l’océan. Fait intéressant, les données sur les phoques ont révélé un creux, ou canyon, jusqu’alors inconnu dans le fond marin, que l’équipe a baptisé, à juste titre, Seal Trough. Les caractéristiques topographiques sous-marines comme Seal Trough influencent le flux des courants de la même manière que les canyons sur la terre ferme guident le flux des rivières.
Importance de la recherche et implications futures
Cette étude constitue une étape importante pour comprendre comment la fonte des différentes plateformes de glace influence la circulation antarctique et la fonte des plateformes de glace sur l’ensemble du continent. Alors que les océans continuent de se réchauffer en raison du changement climatique, une meilleure compréhension des processus à proximité de la côte antarctique est nécessaire pour prévoir les taux futurs d’élévation du niveau de la mer à l’échelle mondiale.
La recherche est décrite dans un article intitulé « Pathways of Inter-Basin Exchange from the Bellingshausen Sea to the Amundsen Sea » et apparaît dans la revue JGR Océans.
En plus de Flexas et Thompson, Megan Robertson, étudiante de premier cycle à Caltech, est co-auteure. Les autres co-auteurs sont Kevin Speer de Université d'État de Florideet Peter Sheehan et Karen Heywood de l'Université d'East Anglia.
Le financement a été fourni par la National Science Foundation, NASAle programme interne de recherche et de développement technologique de JPL-Caltech et le Conseil européen de la recherche.
