Une énorme inondation déclenchée par le drainage rapide d'un lac sous la calotte glaciaire du Groenland s'est produite avec une telle force qu'elle a fracturé la glace au-dessus et a éclaté à travers sa surface.
Ce phénomène, observé pour la première fois au Groenland et détaillé dans la recherche publiée dans Géoscience de la nature, jette un nouveau éclairage sur le potentiel destructeur des eaux de fonte stockées sous la calotte glaciaire.
Il révèle comment, dans des conditions extrêmes, l'inondation d'eau sous la glace peut forcer son chemin à travers la glace et s'échapper à la surface de la calotte glaciaire.
Ce phénomène n'est pas pris en compte par des modèles numériques qui visent à prédire l'évolution future de la calotte glaciaire du Groenland, et cette nouvelle œuvre soulève des questions sur la question de savoir si ce type de mécanisme mérite une plus grande attention à l'avenir.
L'équipe internationale de chercheurs dirigée par des scientifiques du Center of Excellence de l'Université de Lancaster en science des données environnementales et du Centre britannique d'observation et de modélisation polaire, a étudié un lac non détecté auparavant sous la calotte glaciaire (connue sous le nom de lac sous-glaciaire) dans une région éloignée du nord du Groenland, en utilisant des données satellites et des modèles numériques de pointe.
En utilisant des représentations en trois dimensions détaillées de la surface de la calotte glaciaire du projet Arcticdem, aux côtés des données d'un certain nombre de missions par satellite de l'agence spatiale européenne (ESA) et de la NASA, ils ont surveillé le drainage soudain de ce lac.
Les chercheurs ont découvert que sur une période de 10 jours à l'été 2014, un cratère de 85 mètres de profondeur est apparu sur un 2 km2 Zone de la surface de la glace, alors que 90 millions de mètres cubes d'eau ont inondé du lac sous-jacent.
Cela équivaut à peu près à neuf heures d'eau jaillissant sur les chutes du Niagara pendant sa haute saison, et représente l'une des plus grandes inondations sous-glaciaires du Groenland dans l'histoire enregistrée.
Cependant, ce que les chercheurs ont trouvé plus en aval étaient encore plus surprenants.
Dans une région de glace auparavant sans tache, ils ont observé l'apparition soudaine d'une zone de la taille d'environ 54 terrains de football (385 000 mètres carrés) de glace fracturée et déformée, comprenant des berges profondes et des blocs de glace à haut niveau de 25 m de haut, avec une surface de glace fraîchement muet dans l'eau autour de deux fois la taille du parc central de New York (six kilomètres carrés).
L'auteur principal du Dr Jade Bowling, qui a dirigé ce travail dans le cadre de son doctorat. À l'Université de Lancaster, a déclaré: « Lorsque nous avons vu cela pour la première fois, parce que c'était tellement inattendu, nous avons pensé qu'il y avait un problème avec nos données. Cependant, alors que nous allions plus profondément dans notre analyse, il est devenu clair que ce que nous observons était la suite d'un énorme flot d'eau qui s'échappait sous la glace.
« L'existence de lacs sous-glaciaires sous la calotte glaciaire du Groenland est toujours une découverte relativement récente, et – comme le montre notre étude – il y a encore beaucoup que nous ne savons pas comment ils évoluent et comment ils peuvent avoir un impact sur le système de calotte glaciaire.
« Surtout, notre travail démontre la nécessité de mieux comprendre la fréquence à laquelle ils drainent et, de manière critique, quelles sont les conséquences pour la calotte glaciaire environnante. »
Bien qu'il ait déjà été supposé que les eaux de fonte coulent de la surface à la base de la calotte glaciaire, puis vers l'océan, cette recherche fournit une preuve claire que l'eau peut également voyager vers le haut, dans la direction opposée.
Il a également surpris les scientifiques de constater que l'inondation s'est produite dans une région où les modèles ont prédit que la glace était gelée au lit, amenant les chercheurs à proposer un mécanisme par lequel la fracturation de la glace à la pression le long du lit de glace a créé une voie pour que l'eau s'écoule.
Ces mécanismes ne sont pas pris en compte par les modèles qui visent à simuler comment la calotte glaciaire pourrait évoluer à l'avenir, car le climat de la Terre se réchauffe et que les calottes glaciaires connaissent des taux de fusion croissants.
En tant que tels, ces découvertes mettent en évidence la complexité de l'écoulement de l'eau et la nécessité de mieux comprendre comment la calotte glaciaire réagit aux entrées extrêmes de l'eau de fonte; Quelque chose qui est susceptible de devenir plus courant à mesure que notre climat se réchauffe et que la fonte de la surface s'intensifie et se développe dans de nouvelles zones.
Le professeur Mal McMillan, codirecteur du Center of Excellence in Environmental Data Science à l'Université de Lancaster, et codirecteur des sciences au Royaume-Uni Centre d'observation et de modélisation polaire, a déclaré: « Cette recherche démontre la valeur unique des mesures par satellites à long terme – aurait autrement été impossible à surveiller la Terre.
« Les satellites représentent un outil essentiel pour surveiller les impacts du changement climatique et fournir des informations critiques pour construire des modèles réalistes de la façon dont notre planète pourrait changer à l'avenir. C'est quelque chose dont nous dépendons tous pour la construction de la résilience sociétale et l'atténuation des impacts du changement climatique. »
Le Dr Amber Leeson, lecteur en glaciologie de l'Université de Lancaster et expert en hydrologie de la calotte glaciaire, a observé: « Ce que nous avons trouvé dans cette étude nous a surpris à bien des égards. Il nous a appris des choses nouvelles et inattendues sur la façon dont les plaques glaciaires peuvent répondre à des entrées extrêmes de la surface des eaux de fonte, et ont souligné la nécessité de mieux comprendre le système hydrologique complexe de la feuille glaciaire, à la fois maintenant et dans l'avenir.
« Étant donné le contrôle que l'hydrologie sous-glaciaire a sur la dynamique de la calotte glaciaire, il est essentiel que nous continuons d'améliorer notre compréhension de ces processus hydrologiques cachés et mal comprises, et ces observations satellites sont essentielles. »
