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Pourquoi la fonte du Groenland s'est-elle accélérée depuis 2000 ?

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La calotte groenlandaise fond de l'intérieur. L'eau de fonte venue de sa surface agirait tel un lubrifiant et favoriserait l'écoulement des glaciers. Ce résultat incite à recalibrer les modèles de prévision de fonte, puisqu'ils considéraient jusqu'à présent ce facteur comme parfaitement négligeable.

Le 12 juillet 2012, la surface de la calotte groenlandaise était couverte à 97 % d'eau de fonte. © Halorache, cc by sa 3.0

En 2012, la banquise arctique atteignait son taux de fonte record, et 97 % de la couche de surface de la calotte groenlandaise présentait de l'eau de fonte. Si cette année-là était particulièrement exceptionnelle et imputée à une modification du courant-jet, la fonte de la calotte groenlandaise s'accélère depuis quelques décennies. Nombre d'études ont mis en évidence une accélération de l'écoulement glaciaire aux endroits où la langue des glaciers se jette dans l'eau.

Le glacier Sermeq Kujalleq est le glacier du Groenland qui fond le plus rapidement. Son front a reculé de 26 km entre 1851 et 1951, et il se déplace aujourd'hui à une vitesse de 40 m par jour. Dans une nouvelle étude, publiée dans le Journal of Geophysical Research, une équipe du Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (Cires) de Boulder montre qu'actuellement les glaciers s'écoulent aussi dans les régions intérieures de la calotte, et ce de façon beaucoup plus importante qu'il y a dix ans.

Cette photographie a été réalisée dans une région à environ 16 km de la marge de la calotte glaciaire, dans le sud-ouest du Groenland. L’eau de fonte provenant de la surface du glacier Sermeq Avannarleq pénètre dans les fissures et atteint la glace interne. L’eau s'écoulant à travers la glace réchauffe probablement la calotte glaciaire de l'intérieur et ramollit la glace, qui se déforme et peut circuler plus vite. © William Colgan, Cires

À partir des observations satellite, l'équipe montre que le glacier Sermeq Kujalleq s'écoule 1,5 fois plus rapidement que durant l'hiver 2000. À l'époque, dans les régions intérieures et à une soixantaine de kilomètres de l'océan, le glacier s'écoulait de 40 m par an. En 2008, l'écoulement s'accélère et atteint 60 m par an. L'équipe avance que l'augmentation de l'eau de fonte en surface de la calotte est le principal facteur responsable de cette accélération.

La glace de la calotte se ramollit

L'accélération de la fonte des glaciers à l'interface océan-glace s'explique par le fait que l'océan plus chaud fournit de la chaleur latente au glacier et favorise la fonte de sa langue. « Au début, nous ne pouvions pas expliquer cette accélération rapide intérieure, commente Thomas Phillips, principal auteur de l'étude. Nous savions que ce n'était pas lié à ce qui se passait au bout du glacier. L'accélération devait être due à des changements dans la glace elle-même. »

Selon l'équipe du Cires, dont l'hypothèse est fondée sur une observation de terrain, l'eau de fonte en surface s'insère dans les fissures de la glace apparente et réchauffe l'inlandsis par l'intérieur. Au fur et à mesure, la calotte se ramollit et s'écoule plus facilement. Cette eau de fonte pénétrée par les failles peut atteindre le plancher continental. Depuis quelques décennies, le réchauffement atmosphérique amplifie la fonte de la glace de surface, créant des sortes de piscines d'eau douce.

Des modèles de prévisions de fonte à reconsidérer

L'eau de fonte modifie les propriétés physiques de glace. Pour caractériser plus précisément cette relation, l'équipe de Thomas Phillips a développé un nouveau modèle de climat, qui se focalise sur les interactions entre l'eau de fonte et l'influence de la glace. Le nouveau modèle montre que deux processus sont principalement mis en jeu. D'une part, l'eau de fonte réchauffe le lit de la calotte glaciaire et favorise la formation d'une couche d'eau à l'interface continent-glace. Cette couche agit alors comme un lubrifiant et favorise le glissement du glacier. D'autre part, la glace de la calotte est réchauffée par l'eau et devient moins visqueuse (comme un beurre qui fond) et la couche de glace se déplace alors plus facilement.

En considérant ce facteur de fonte interne, il est probable que le taux de fonte global s'accélère au fil du temps. On considérait jusque-là l'énergie latente comme un facteur secondaire dans le bilan d'énergie de fonte des glaces. Compte tenu du fait que les observations dénotent une augmentation de l'eau de fonte et des piscines d'eau douce, les modèles de prévisions seront probablement à réajuster.

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