L'expédition a été menée dans les régions de glace dérivante de l'Antarctique occidental en 2022. Lors de la visite de retour en 2024, Ran a disparu sans laisser de trace sous la glace. Crédit : Filip Stedt
À l'aide du sous-marin sans pilote Ran, les chercheurs ont cartographié la face inférieure de la plate-forme de glace Dotson de l'Antarctique occidental, découvrant des formations de glace complexes et d'importantes zones de fonte entraînées par les courants sous-marins, cruciales pour améliorer les prévisions d'élévation du niveau de la mer.
Une équipe de recherche internationale de l'Université de Göteborg a déployé le sous-marin sans pilote « Ran » sous l'épaisse couche de glace de l'Antarctique. Elle a obtenu les premières cartes détaillées de la face inférieure d'un glacier, fournissant des informations précieuses sur l'éventuelle élévation future du niveau de la mer.
Le sous-marin autonome Ran a été programmé pour plonger dans la cavité de la plate-forme de glace Dotson en Antarctique occidental et pour scanner la glace au-dessus avec un système de sonar avancé. Pendant 27 jours, le sous-marin a parcouru au total plus de 1 000 kilomètres en aller-retour sous le glacier, atteignant 17 kilomètres dans la cavité. Une plate-forme de glace est une masse de glace glaciaire, alimentée depuis la terre par des glaciers tributaires, qui flotte dans la mer au-dessus d'une cavité de plate-forme de glace.
« Comme voir l’envers de la lune »
« Nous avons déjà utilisé des données satellite et des carottes de glace pour observer l’évolution des glaciers au fil du temps. En faisant naviguer le submersible dans la cavité, nous avons pu obtenir des cartes haute résolution de la face inférieure de la glace. C’est un peu comme voir l’arrière de la Lune », explique Anna Wåhlin, auteure principale de l’étude et professeure d’océanographie à l’université de Göteborg.
Le véhicule sous-marin autonome Ran a été programmé pour effectuer des missions sous la banquise. Un système de sonar multifaisceaux avancé a été utilisé pour cartographier le dessous de la glace à une distance d'environ 50 mètres. Crédit : Anna Wåhlin/Science Advances
Dans un nouvel article scientifique publié dans Progrès scientifiquesles chercheurs rendent compte des résultats de cette étude unique. Certaines choses sont conformes aux attentes. Le glacier fond plus rapidement là où de forts courants sous-marins érodent sa base. Grâce au submersible, les scientifiques ont pu mesurer pour la première fois les courants sous le glacier et prouver pourquoi la partie occidentale de la plate-forme de glace de Dotson fond si vite. Ils ont également constaté une fonte très importante au niveau des fractures verticales qui s'étendent à travers le glacier.
Anna Wåhlin, professeure d'océanographie à l'université de Göteborg. Crédit : Malin Arnesson
Mais les chercheurs ont également observé de nouveaux motifs à la base du glacier qui soulèvent des questions. La surface n'est pas lisse, mais on y trouve un paysage glaciaire composé de pics et de vallées avec des plateaux et des formations ressemblant à des dunes de sable. Les chercheurs émettent l'hypothèse que ces formations pourraient avoir été formées par l'écoulement de l'eau sous l'influence de la rotation de la Terre.
Zones complexes
Karen Alley, glaciologue à l’Université du Manitoba et co-auteure de cette étude multidisciplinaire, commente les résultats :
« Les cartes produites par Ran représentent une avancée considérable dans notre compréhension des plateformes de glace de l'Antarctique. Nous avions déjà eu des indices sur la complexité des bases des plateformes de glace, mais Ran a découvert une image plus complète et plus étendue que jamais auparavant. Les images de la base de la plateforme de glace de Dotson nous aident à interpréter et à calibrer ce que nous voyons par satellite », explique Karen Alley.
Les scientifiques se rendent désormais compte qu’il reste une multitude de processus à découvrir lors de futures missions de recherche sous les glaciers.
« La cartographie nous a fourni de nombreuses données nouvelles que nous devons examiner de plus près. Il est clair que de nombreuses hypothèses antérieures sur la fonte des glaciers sont erronées. Les modèles actuels ne peuvent pas expliquer les schémas complexes que nous observons. Mais avec cette méthode, nous avons de meilleures chances de trouver des réponses », explique Anna Wåhlin.
De meilleurs modèles
La plate-forme de glace de Dotson fait partie de la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental, considérée comme ayant un impact potentiellement important sur l'élévation future du niveau de la mer en raison de sa taille et de son emplacement.
Le glacier Dotson a une épaisseur de 350 mètres. Crédit : Anna Wahlin
« Il est nécessaire de disposer de meilleurs modèles pour prédire la vitesse à laquelle les plateaux de glace fondront à l’avenir. C’est passionnant de voir les océanographes et les glaciologues travailler ensemble, en combinant la télédétection avec les données océanographiques de terrain. Cela est nécessaire pour comprendre les changements glaciologiques en cours, dont la force motrice se trouve dans l’océan », explique Anna Wåhlin.
Une expérience intimidante
Anna Wåhlin poursuit : « Il ne reste plus beaucoup de zones inexplorées sur Terre. Voir Ran disparaître dans les profondeurs obscures et inconnues sous la glace, en exécutant ses tâches pendant plus de 24 heures sans communication, est bien sûr décourageant. L’expérience acquise au cours de plus de 40 missions sous la glace nous a donné confiance, mais au final, l’environnement difficile nous a vaincus. »
Les travaux de terrain pour cette étude ont été menés en 2022. En janvier 2024, le groupe est retourné avec Ran sur la plate-forme de glace de Dotson pour répéter les relevés, dans l'espoir de documenter les changements.
Ils n'ont pu effectuer qu'une seule plongée sous la plate-forme de glace de Dotson avant que Ran ne disparaisse sans laisser de trace.
« Bien que nous ayons récupéré des données précieuses, nous n’avons pas obtenu tout ce que nous espérions. Ces avancées scientifiques ont été rendues possibles grâce au submersible unique qu’était Ran. Ces recherches sont nécessaires pour comprendre l’avenir de la calotte glaciaire de l’Antarctique, et nous espérons pouvoir remplacer Ran et poursuivre cet important travail », déclare Anna Wåhlin.
