L'un des plus grands défis pour prédire l'avenir profondément incertain de l'Antarctique est de comprendre exactement ce qui stimule sa perte de glace.
Un vaste réseau de lacs et de ruisseaux se trouve sous la calotte glaciaire épaisse. Cette eau peut lubrifier la glace, lui permettant de glisser plus rapidement vers l'océan.
Notre nouvelle recherche publiée dans Communications de la nature Les spectacles « l'eau sous-glaciaire » jouent un rôle beaucoup plus important dans la perte de glace antarctique qu'on ne le pensait précédemment. S'il n'est pas correctement pris en compte, la future augmentation du niveau de la mer peut être largement sous-estimée.
Y compris les effets de l'évolution de l'eau sous-glaciaire dans les modèles de calotte glaciaire peut tripler la quantité de glace qui coule vers l'océan. Cela ajoute plus de deux mètres au niveau de la mer mondiale de 2300, avec des conséquences potentiellement énormes pour les communautés côtières du monde entier.
Comprendre le rôle de l'eau sous-glaciaire
L'eau sous-glaciaire se forme lorsque la base de la calotte glaciaire fond. Cela se produit soit en raison de la friction du mouvement de la glace, soit de la chaleur géothermique du substratum rocheux en dessous.
La présence d'eau sous-glaciaire permet à la glace de glisser plus facilement sur le substratum rocheux. Il peut également provoquer une fusion supplémentaire sous les étagères de glace, entraînant une perte de glace encore plus rapide.
Il est donc crucial de comprendre la quantité d'eau sous-glaciaire générée et où elle va, ainsi que son effet sur l'écoulement de la glace et la fusion.
Mais l'eau sous-glaciaire est largement invisible. Être caché sous une calotte glaciaire à plus de deux kilomètres de profondeur rend incroyablement difficile à observer.
Les scientifiques peuvent percer des forages à travers des centaines à des milliers de mètres de glace pour y accéder. Mais c'est un processus coûteux et lourdement difficile.
Alternativement, ils peuvent utiliser un radar pénétrant sur la glace pour « voir » à travers la glace. Une autre technique appelée altimétrie laser examine les changements dans la hauteur de la glace à la surface. Les renflements peuvent apparaître lorsque les lacs sous la calotte glaciaire se remplissent ou disparaissent lorsqu'ils se vident.
Plus de 140 lacs sous-glaciaires actifs ont été identifiés sous l'Antarctique au cours des deux dernières décennies. Ces découvertes fournissent des informations précieuses. Mais de vastes régions – en particulier dans l'est de l'Antarctique – restent inexplorées. On sait peu de choses sur les liens entre ces lacs.
Ce que nous avons fait et ce que nous avons trouvé
Nous avons utilisé des simulations informatiques pour prédire l'influence de l'eau sous-glaciaire sur le comportement de la calotte glaciaire.
Nous avons utilisé deux modèles informatiques: un modèle avancé de la calotte glaciaire qui simule comment la calotte glaciaire circule et réagit au climat et un modèle d'hydrologie spécialisé qui prédit la production et l'écoulement sous-glaciaires.
Ensuite, nous avons exploré comment différentes hypothèses sur la pression de l'eau sous-glaciaire affectent la dynamique de la calotte glaciaire. Plus précisément, nous avons comparé des scénarios où la pression de l'eau a été autorisée à changer avec le temps contre les scénarios où il est resté constant.
Lorsque les effets de l'évolution de la pression de l'eau sous-glaciaire ont été inclus dans le modèle, la quantité de glace coulant dans l'océan sous le climat futur a presque triplé.
Ces résultats suggèrent que de nombreuses projections de montée au niveau de la mer existantes peuvent être trop faibles, car elles ne tiennent pas pleinement compte de l'influence dynamique de l'eau sous-glaciaire.
Notre recherche met en évidence le besoin urgent d'incorporer la dynamique de l'eau sous-glaciaire dans ces modèles. Sinon, nous risquons de sous-estimer considérablement le taux et l'ampleur de la future augmentation du niveau de la mer.
Dans la vidéo ci-dessous, les lignes sombres émouvantes montrent où la glace à la terre commence à flotter. Le panneau de gauche est un scénario où l'eau sous-glaciaire n'est pas incluse dans le modèle de calotte glaciaire et le panneau de droite est un scénario qui comprend les effets de l'évolution de l'eau sous-glaciaire.
Une menace imminente
Le fait de ne pas tenir compte de l'eau sous-glaciaire signifie que les projections mondiales du niveau de la mer sont sous-estimées jusqu'à deux mètres par 2300.
Une augmentation de deux mètres mettrait de nombreuses villes côtières en danger extrême et déplacerait potentiellement des millions de personnes. Les dommages économiques pourraient atteindre des milliards de dollars, nuire aux infrastructures vitales et remodeler les côtes dans le monde.
Cela signifie également que le moment des futurs points de basculement est également sous-estimé. C'est le moment où la perte de masse de la calotte glaciaire devient beaucoup plus rapide et probablement irréversible. Dans notre étude, la plupart des régions franchissent ce seuil beaucoup plus tôt, certaines dès 2050. Cela est profondément préoccupant.
La voie à suivre
Comprendre le système d'eau caché de l'Antarctique est difficile. Le potentiel de perte de glace rapide, catastrophique et irréversible demeure.
Plus d'observations sont nécessaires pour améliorer nos modèles, en particulier à partir de régions éloignées telles que l'Antarctique orientale. Continuer à recueillir des informations à partir de forages, un radar et des satellites pénétrant sur la glace nous aideront à mieux comprendre comment le dessous de la calotte glaciaire se comporte. Ces techniques peuvent ensuite être combinées avec des simulations informatiques pour permettre des projections plus précises de la perte de glace future et de l'élévation du niveau de la mer.
Notre nouvelle recherche montre que l'intégration de la dynamique des eaux sous-glaciaires dans les modèles de calottes glaciaires est une priorité absolue. Comprendre cette menace cachée est crucial car le monde est aux prises avec les conséquences du réchauffement climatique, en particulier les mers en hausse.
