Les efforts récents utilisant la modélisation informatique pour comprendre comment la fonte des glaces en Antarctique affectera les océans de la planète se sont concentrés sur la géométrie, la fracture et la fonte de la surface de la calotte glaciaire, des processus qui pourraient potentiellement déclencher ou accélérer la perte de masse de la calotte glaciaire. Maintenant, des chercheurs de l’Université de Stanford ont identifié un processus supplémentaire qui pourrait avoir un effet tout aussi significatif sur l’avenir de la calotte glaciaire : le dégel du lit, connu sous le nom de dégel basal, à l’interface de la terre et de la calotte glaciaire d’une épaisseur de plusieurs kilomètres au-dessus.
La nouvelle étude identifie les zones qui ne perdent pas actuellement de grandes quantités de masse, mais qui pourraient être sur le point de correspondre à certains des plus grands contributeurs à l’élévation du niveau de la mer, comme le glacier Thwaites, si elles dégelaient. L’Antarctique a à peu près la taille des États-Unis et les régions sensibles comprennent une zone plus grande que la Californie. La recherche a été publiée le 14 septembre dans Communication Nature.
« Vous ne pouvez pas nécessairement supposer que partout où ce qui est actuellement gelé restera gelé », a déclaré Dustin Schroeder, auteur principal de l’étude, professeur agrégé de géophysique à la Stanford Doerr School of Sustainability. « Ces régions peuvent être des contributeurs potentiels sous-estimés. »
Des suspects inhabituels
Les simulations ont été construites sur des travaux théoriques récents montrant que le dégel basal pouvait se produire sur de courtes échelles de temps. À l’aide de modèles numériques de calotte glaciaire, les co-auteurs de l’étude ont testé des hypothèses quant à savoir si le début d’un tel dégel pourrait entraîner une perte de glace importante sur une période de 100 ans. Ils ont découvert que le déclenchement du dégel entraînait une perte de masse dans des régions de la calotte glaciaire qui ne sont généralement pas associées à l’instabilité et aux contributions du niveau de la mer à cette échelle de temps.
« Il n’y a vraiment eu que peu ou pas de travaux à l’échelle continentale qui examinent le début du dégel – cette transition de la glace gelée à la glace au point de fusion, où un peu d’eau au niveau du lit peut faire glisser la glace », a déclaré auteur principal de l’étude Eliza Dawson, titulaire d’un doctorat. étudiant en géophysique. « Nous voulions savoir quelle pourrait être l’ampleur de l’effet du dégel et quelles régions de la calotte glaciaire étaient potentiellement les plus sensibles. »
Les chercheurs ont modélisé les changements de température à la base de l’Antarctique en fonction des changements de friction causés par le glissement de la calotte glaciaire sur la terre en dessous. Les simulations ont révélé qu’en Antarctique oriental, qui est actuellement considéré comme une région relativement stable par rapport à l’Antarctique occidental, les zones Enderby-Kemp et George V Land seraient les plus sensibles au dégel de leurs lits. Au sein de George V Land, ils ont également souligné que le bassin de Wilkes était capable de devenir un contributeur majeur au niveau de la mer en cas de dégel – une caractéristique de taille comparable à celle du glacier Thwaites en évolution rapide et probablement instable dans l’Antarctique occidental.
« Toute la communauté se concentre vraiment sur Thwaites en ce moment », a déclaré Schroeder, qui est également professeur agrégé de génie électrique. « Mais certaines des régions qui sont les suspects habituels des changements importants et percutants ne sont pas les zones les plus provocantes et les plus percutantes de cette étude. »
La température compte
En raison de l’emplacement et des conditions extrêmes de l’Antarctique, les informations sur la calotte glaciaire sont rares. On en sait encore moins sur le terrain sous sa façade gelée.
« Mesurer le lit est un effort énorme dans ces endroits reculés – nous avons la technologie pour le faire, mais vous devez vraiment choisir l’endroit, et parfois cela prend des années, et des camps sur le terrain, et un équipement spécial pour aller le faire », Schroeder a dit. « C’est difficile et coûteux.
Pour combler les lacunes en matière d’information, les chercheurs se sont appuyés sur la physique du glissement de la glace, c’est-à-dire sur la façon dont les changements de température affectent la façon dont la calotte glaciaire coule et évolue. Dans le cadre de travaux ultérieurs, les auteurs prévoient de développer et d’appliquer des approches d’analyse radar pour étudier la température du lit de la calotte glaciaire dans ces zones critiques.
« Vous devez connaître les régions où cela compte, et c’est la contribution transformatrice de l’article d’Eliza », a déclaré Schroeder. « Il pose ces questions générales : est-ce important ? Et si cela compte, où ? Nous espérons que cette approche donnera à la communauté des priorités sur où chercher et pourquoi, et évitera de descendre dans des impasses. »
Des géants endormis ?
Les scientifiques ne savent pas actuellement quelles forces sont les plus capables de déclencher le dégel au niveau du lit dans les régions potentiellement sensibles identifiées dans cette étude, ni dans quel délai ils pourraient le faire. Un moteur possible pourrait être l’évolution des conditions océaniques, ce qui est le cas ailleurs en Antarctique.
« L’eau chaude de l’océan n’atteint pas nécessairement ces régions de l’Antarctique de l’Est comme c’est le cas dans certaines parties de l’Antarctique de l’Ouest, mais elle est proche, donc il y a un potentiel qui pourrait changer », a déclaré Schroeder. « Lorsque vous considérez les travaux théoriques récents montrant que les processus thermiques au niveau du lit peuvent être faciles à activer – même spontanés – cela fait que la décongélation à court terme du lit de la calotte glaciaire semble être un interrupteur beaucoup plus facile à activer que nous ne le pensions. «
L’étude montre que la mesure, la compréhension et la modélisation de la température à la base des calottes glaciaires sont importantes pour comprendre notre avenir, car la plus grande incertitude dans les projections d’élévation du niveau de la mer est la contribution des processus qui peuvent modifier le comportement des calottes glaciaires massives comme Groenland et Antarctique.
« Des travaux de suivi seront nécessaires pour examiner de plus près ces régions identifiées par ce document », a déclaré Dawson. « Montrer que le dégel au niveau du lit peut entraîner une perte de masse de la calotte glaciaire est un processus que la communauté doit comprendre et vraiment commencer à examiner, en particulier dans ces zones potentiellement vulnérables. »
Sensibilité de la perte de masse de glace à l’état thermique basal de la calotte antarctique, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-32632-2