Les résultats alarmants du sonar montrent que les glaciers pourraient fondre plus rapidement que prévu



De l'Alaska à l'Antarctique, des milliers de glaciers traversent la terre et se jettent dans l'océan. Ces glaciers de marée se retirent et fondent rapidement, à l’instar d’une grande partie de la glace de la Terre, augmentant continuellement le niveau de la mer. Mais à ce jour, les scientifiques ont eu du mal à localiser le point de fusion le plus intense – et à quelle vitesse il se produit – à la surface du terminus d’un glacier, en raison de la difficulté et du danger qu’il ya à s’approcher suffisamment de ces mastodontes gelés.

Maintenant, cependant, une équipe de chercheurs a découvert comment sonder directement ces processus de fusion et a testé la méthode sur un glacier en Alaska. Ce qu'il a trouvé, , C'est inquiétant: le glacier fond beaucoup plus rapidement que ne le suggéraient les théories actuelles. «Les taux de fusion que nous avons mesurés étaient environ 10 à 100 fois supérieurs à ceux prévus par la théorie», explique David A. Sutherland, auteur principal de l'étude, océanographe à l'Université d'Oregon. .

Les glaciers de marée instables tels que celui où l'équipe a mesuré le débit dans la mer relativement rapidement et vêlent, ou crachent des icebergs, souvent. Bien que ces glaciers dominent l’océan, la fonte se produit principalement sous la ligne de flottaison. Les eaux de fonte à la surface du glacier s'écoulent à travers des fissures dans la glace, créant un flux sous le glacier qui lubrifie son écoulement terrestre et se déverse dans l'océan. Il soulève l’eau de mer salée et relativement chaude et la propulse sur la face du glacier, ce qui provoque la fonte de la glace plus rapide et le vêlage. La hausse des températures augmente la fonte superficielle; Les scientifiques s'attendent à ce que davantage d'eau de fonte se répande à mesure que le climat se réchauffe, ce qui exacerbe ce processus et menace en fin de compte les villes côtières du monde entier.

Une vidéo accélérée prise pendant 8 heures sur une crête au-dessus du glacier LeConte montre le puissant panache d'eau de fonte s'écoulant du glacier, ainsi que des icebergs vêlant et tourbillonnant dans le fjord proche du glacier. Crédit: Jason Amundson, Université de l'Alaska, sud-est

Obtenir des lectures précises de la fonte des glaciers est essentiel pour prédire l'élévation future du niveau de la mer avec une précision significative. «Les simulations informatiques doivent disposer d'informations précises sur les interactions entre les calottes glaciaires et les océans», déclare la glaciologue Twila Moon, du Centre national de données sur la neige et la glace à Boulder, Colorado. «Si nous basons nos prévisions sur l'avenir, En nous alignant sur notre observation, nous ne ferons pas un aussi bon travail pour projeter l’avenir. "

Mais acquérir ces données a nécessité de s’approcher du terminus du glacier, ce qui pourrait devenir mortel si un iceberg se brisait soudainement et faisait déferler de grandes vagues. "Ce sont des mesures vraiment difficiles à faire car la fin d'un glacier, où il est en contact avec l'océan, est un environnement très actif et assez dangereux", explique Moon, qui a aidé à placer certains instruments de l'équipe mais n'a participé à aucune analyse. des données.

Sutherland et son équipe ont trouvé une solution au problème lors de deux campagnes sur le terrain, organisées en août 2016 et en mai 2017, près du glacier LeConte dans la baie LeConte de Alaska Panhandle. Ils ont passé plusieurs jours dans un bateau, flottant dans les eaux semées d’icebergs, tandis que les instruments ancrés à leur embarcation recueillaient des données sur la température de l’eau, la salinité et le débit à proximité du terminus du glacier. Leur innovation consistait à déployer un instrument de sonar à faisceaux multiples – semblable à la technologie utilisée par les pêcheurs commerciaux pour repérer les prises gagnantes – afin de cartographier à plusieurs reprises la topographie du front du glacier à une distance de sécurité. En suivant la forme du glacier au fil du temps, ils ont pu voir quelles parties de celui-ci fondaient. Lorsqu'ils combinaient ces informations avec des données GPS qui suivaient le mouvement du glacier, ils pouvaient cartographier le taux d'écoulement de l'eau de fusion.

Vidéo accélérée prise entre le 31 mars 2016 et le 8 août 2016 et montrant le flux du glacier LeConte (de droite à gauche sur la photo). Le terminus du glacier recule à mesure que l’été avance, même si la glace se déverse rapidement vers la mer. Crédit: Jason Amundson, Université de l'Alaska, sud-est

Les données du sonar ont révélé des différences saisonnières, avec des taux de fusion plus élevés en août qu'en mai, ainsi que des changements dans les endroits où la fusion a eu lieu. En mai, les taux étaient plus élevés au sommet du glacier; en août, ils étaient plus hauts au fond, très en dessous de la ligne de flottaison. Alors que le soleil de l'été s'abaissait, de plus en plus d'eau de fonte coulait sous le glacier et dans l'océan, repoussant l'eau de mer relativement chaude contre la face immergée du glacier et le faisant fondre. Ce processus fait que le glacier devient très lourd et donc plus susceptible de se vêler. C'est un cercle vicieux: à mesure que de la glace se fend dans la mer, il y a moins de frottement pour empêcher le glacier de glisser plus loin dans l'eau – et par conséquent, il fond plus rapidement. «Le glacier commence à s’accélérer car c’est comme si on retirait un bouchon devant le glacier», a déclaré Eric Rignot, glaciologue, de l’Université de Californie à Irvine et du Jet Propulsion Laboratory de la NASA.

Sutherland et ses collègues ont également remarqué des variations sur la face du glacier, ce qui suggère que les taux de fusion sont plus élevés que prévu, en dehors des endroits où les eaux de fusion se jettent dans l'océan. Cette découverte signifie que des facteurs autres que le rejet d'eau de fonte influencent également comment et où le glacier fond. La prochaine étape, selon Sutherland, consiste à identifier ces mécanismes.

Il soupçonne que les taux de fusion pourraient même être plus élevés que ceux rapportés par son équipe, car des vêlages fréquents ont trop rapidement modifié la face du glacier pour que le sonar puisse obtenir des lectures précises au cours de certaines parties de l'étude.

Rignot, qui n'a pas participé à la nouvelle recherche, n'est pas entièrement convaincu des taux de fusion élevés trouvés. Des travaux antérieurs qu'il avait réalisés pour modéliser les conditions océaniques devant une face de glacier à haute résolution avaient donné des taux beaucoup plus bas. Il dit qu'il aimerait voir plus de détails dans la comparaison de ces données les plus récentes avec celles des modèles précédents pour résoudre les différences.

Rignot pense que le processus utilisé dans l'étude pourrait être très utile pour mieux comprendre la vitesse de fonte des glaciers. “La méthodologie est fantastique. Les résultats sont fantastiques », dit-il. «C’est le genre d’ensemble de données dont nous avons besoin pour progresser» dans la compréhension des interactions entre l’océan et la glace le long d’un glacier en couches.