Un vaste système d’eau souterraine aide à alimenter les glaciers de l’Antarctique

Le lac Whillans est un plan d’eau étrange, à commencer par le fait qu’il n’y a aucun liquide pour le remplir. Bien qu’enfouie sous plus de 2 000 pieds de glace antarctique, ses températures montent à un peu moins de 0 degré Celsius grâce à une combinaison de chaleur géothermique, de frottement intense de la roche qui gratte la glace et de cette épaisse couverture glaciaire qui la protège de l’air polaire. Compte tenu de l’immense pression là-bas, c’est juste assez doux pour garder l’eau du lac aqueuse. Encore plus étrange, le lac Whillans regorge également de vie. Une étude menée il y a dix ans a révélé que des milliers d’espèces de créatures microscopiques se nourrissaient des nutriments laissés par l’eau de mer qui s’est déversée dans le bassin il y a plusieurs millénaires, lors du dernier retrait des glaciers.

Récemment, Chloe Gustafson, géophysicienne au Scripps Institute of Oceanography, est arrivée sur la bande de glace isolée au-dessus du lac Whillans avec un autre mystère en tête : que se passe-t-il sous ce lac ? Les explorateurs de l’Antarctique soupçonnaient depuis longtemps que les pipelines sous le glacier allaient beaucoup plus profondément qu’ils ne pouvaient le voir. Toute eau souterraine sous le lac affecterait la façon dont la glace au-dessus se déplace vers l’océan et à quelle vitesse elle pourrait contribuer à la montée de la mer. Mais ils ne pouvaient pas prouver clairement quel type d’eau souterraine s’y trouvait. Il était trop profond, trop glacé pour être cartographié avec les outils traditionnels de la glaciologie, comme faire rebondir des signaux radar sur la glace ou faire exploser des explosifs et écouter les ondes de choc.

Dans une étude publiée dans la revue Science, l’équipe de Gustafson propose un schéma tant attendu du monde aquatique sous la glace. Un vaste réservoir d’eau souterraine s’étend sur plus d’un kilomètre sous les eaux sous-glaciaires comme le lac Whillans, qui contient dix fois plus d’eau. Pour le voir, les chercheurs se sont tournés vers une technique appelée magnétotellurique, ou MT, qui utilise les fluctuations naturelles du champ électromagnétique terrestre pour délimiter une image large du sédiment sous-jacent. Ils s’attendent à ce que des systèmes d’eau souterraine similaires sous-tendent d’autres zones où la glace s’écoule rapidement – appelées courants de glace, qui représentent environ 90% de la glace qui se dirige de l’intérieur du continent vers l’océan. « C’est une pièce du puzzle de la raison pour laquelle cette glace coule comme elle coule », explique Gustafson. « Il est donc très important de comprendre ce qui va arriver à l’Antarctique. »

Les scientifiques ont compris depuis longtemps que l’eau sous-glaciaire joue un rôle dans la façon dont la glace se déplace à travers elle. Un facteur est la façon dont il modifie les sédiments sous-jacents, créant des sillons et des plaines sur le site. Une autre option consiste à enduire le fond, ce qui permet à la glace de glisser plus rapidement. « Si vous avez de l’eau sur un slip ‘n slide, vous allez glisser assez rapidement », explique Gustafson. « Vous ne pouvez pas aller loin sans eau. » Comprendre cette hydrologie sous-glaciaire est particulièrement important pour les chercheurs qui tentent de modéliser des régions de glace particulièrement précaires comme le glacier Thwaites, qui se trouve à quelques centaines de kilomètres de Whillans. En janvier, un groupe de chercheurs a rapporté que Thwaites – le soi-disant glacier Doomsday qui retient suffisamment de glace pour élever le niveau mondial de la mer de 2 pieds – pourrait s’effondrer d’ici cinq ans.

Mais sans eau souterraine, ces modèles sont incomplets. Les chercheurs ont depuis longtemps observé que plus d’eau s’échappait sous le Whillans Ice Stream que prévu, explique Slawek Tulaczyk, professeur de géosciences à l’UC Santa Cruz qui étudie la région mais n’a pas participé à la recherche. C’était étrange. À mesure que les calottes glaciaires se rapprochent de l’océan, elles ont tendance à s’amincir et sont donc moins bien isolées de l’air froid de l’Antarctique. À ces bords, l’eau devrait avoir tendance à geler et à ralentir le mouvement de la glace. Mais ce n’est pas ce que les glaciologues ont vu. « C’était le mystère », dit-il. D’une manière ou d’une autre, les schémas qu’ils ont observés « annulaient la thermodynamique ». Les chercheurs ont émis l’hypothèse que près de la moitié de cette eau doit provenir de sources souterraines inexplorées.

L’équipe de Gustafson a entrepris de le cartographier. La glace au-dessus du lac Whillans se trouve dans la partie ouest de l’Antarctique, au pied des pics transantarctiques escarpés qui divisent le continent. La région était appréciée des scientifiques qui effectuaient des recherches à l’époque pré-GPS, car ces montagnes servaient d’aides à la navigation. Mais c’est éloigné. « Ce fut le voyage de camping le plus long et le plus épuisant de ma vie », a déclaré Gustafson à propos des semaines qu’il a passées à marcher péniblement dans la neige et la glace, creusant des trous où l’équipe a laissé des appareils qui écoutaient passivement les signaux électromagnétiques. Les instruments sont restés là pendant 24 heures avant que les chercheurs ne les déterrent et ne les emmènent à l’emplacement suivant à deux kilomètres de là.