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Groenland : le réseau de drainage de l’inlandsis plus complexe que prévu

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L'eau de fonte est un paramètre clé dans l'étude du retrait des calottes polaires. À l'interface terre-glace, elle peut agir comme un lubrifiant et favoriser le drainage du glacier. Toutefois, peu d'études donnent précisément l'état du réseau de canalisation d'eau de fonte. Une nouvelle étude montre d'ailleurs qu'il faut considérer plus de processus que prévu dans ces réseaux.

Le doctorant Toby Meierbachtol manipule un appareil de forage qui utilise de l'eau chaude pour creuser à plus de 800 m de profondeur. L’étude de l’interface terre-glace est rendue complexe par l’épaisseur gelée qui recouvre le Groenland. © Université du Montana

La calotte groenlandaise fond de l'intérieur. Le glacier Sermeq Kujalleq, qui draine 6,5 % de l'inlandsis et produit près de 10 % des icebergs du Groenland, s'écoule 1,5 fois plus rapidement aujourd'hui qu'il y a 13 ans. Depuis 2008, le drainage du glacier est de 60 m par an, contre 40 m par an en 2000. Si le changement climatique est bien sûr pointé du doigt pour expliquer cette accélération, les mécanismes de réponse du glacier au climat ne sont pas clairs. De plus en plus d'études s'intéressent au rôle de l'eau de fonte dans l'accélération de la perte de masse.

En juillet 2012, la Nasa mesurait à partir d'images satellitaires que 97 % de la couche de surface de la calotte groenlandaise présentait de l'eau de fonte. Celle-ci s'insère dans les fissures de la glace apparente et réchauffe l'inlandsis de l'intérieur. En atteignant le plancher terrestre, cette eau peut jouer le rôle de lubrifiant, et ainsi favoriser l'écoulement.

Au bout de la langue de glace se trouve le front du glacier Sermeq Kujalleq. Dans cette zone, le vêlage génère les icebergs, qui poursuivent leur chemin jusqu'à la ville d'Ilulissat. Certains blocs de glace s'y échoueront tandis que d'autres se retrouveront dans l'océan. © Algkalv, Wikipédia, DP

Recouvert par plusieurs kilomètres de glace, le plancher terrestre de la calotte est si isolé de la surface qu'il est très difficile d'en extirper des données expérimentales. Dans ce contexte, une équipe de glaciologues de l'université du Montana en collaboration avec la NSF s'est rendue sur la calotte pour y réaliser des forages précis. L'objectif de l'expédition était de réaliser 23 forages pour mesurer la pression et les conditions du débit de l'eau de fonte à l'interface terre-glace du plancher. Menée par le chercheur Joel Harper, l'équipe souhaitait ainsi observer et diagnostiquer de façon précise le déplacement de l'eau de fonte, et son rôle sur l'accélération de fonte du glacier.

L'air étend le réseau de drainage du glacier

Leurs résultats expérimentaux, décrits dans la revue Science, ne coïncident pas avec les résultats théoriques. Les structures de drainage dans la calotte diffèrent suivant le lieu où le forage était réalisé. Au bord des glaciers, les canaux d'eau de fonte sont plus larges qu'au centre de la calotte, où les voies d'eau de fonte sont plus éparses. Au pied du glacier, l'océan plus chaud fournit de la chaleur latente à la glace, et favorise donc sa fonte. Les résultats suggèrent que le drainage de grande échelle qui se produit actuellement ne peut être expliqué uniquement par la fonte des murs de glace.

D'autres processus physiques au niveau du plancher continental sont à prendre en compte. Il se peut par exemple qu'avec l'accélération de la fonte de la calotte, il y ait des poches d'air entre la glace et le lit rocheux, ce qui étend la surface du réseau de drainage. « Ce processus est largement négligé dans les interprétations actuelles, explique le chercheur Toby Meierbachtol, impliqué dans l'étude. Nous devons nous éloigner de la vision actuelle et commencer à explorer d'autres options pour la croissance transitoire. »

Les modèles climatiques qui prennent en compte les processus d'interactions entre la croûte terrestre et la glace (et donc l'influence de l'eau de fonte) sont à réviser. S'ils ne prennent pas en compte tous les paramètres impliqués dans le développement des réseaux de drainage, ils ne peuvent en aucun cas simuler la tendance de l'évolution future de la calotte. « Notre recherche se concentre sur l'explication des processus physiques fondamentaux qui régissent la façon dont les calottes glaciaires se déplacent sous l'effet de l'eau de fonte. Cette recherche fondamentale est essentielle pour accroître la confiance dans notre compréhension des changements climatiques et du niveau des mers. »

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