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Insolite : un laboratoire sous 200 mètres de glace

ActualitéClassé sous :géologie , climatologie , glacier

Au cœur du glacier Svartisen, au nord de la Norvège, des glaciologues ont implanté leur laboratoire sous 200 m de glace. À l'interface entre la roche et la glace, ce laboratoire atypique permet aux scientifiques d'étudier la vitesse de déplacement du glacier et les secousses sismiques qu'il provoque. 

Dans un des tunnels creusés par les chercheurs du NVE, l'hydrologue Miriam Jackson prélève des échantillons de glace exactement à l'interface roche-glace, à la base du glacier. Le tunnel est à côté du laboratoire que l'équipe a créé à 200 m de profondeur dans le glacier Svartisen © Halfdan Benjaminsen, NVE

Comment un glacier entre-t-il en mouvement ? Au XVIIIe siècle, les glaciologues, qui avaient mis ce déplacement en évidence, l'expliquait par la pesanteur et le glissement. En réalité, un glacier doit son déplacement au fait que la glace est un fluide visqueux, par définition poussé vers l'avant sur une pente.

Durant son mouvement, le glacier se déforme et la vitesse de glissement varie entre sa base et la surface. Au contact des rochers irréguliers, la glace s'écoule de façon inhomogène. La force exercée, fonction de sa vitesse, est donnée par une loi de glissement. Son étude est aujourd'hui l'un des principaux thèmes de recherche en glaciologie. Il est toutefois particulièrement difficile d'étudier de près les interactions entre la roche et la glace. Forer jusqu'à la base du glacier n'est pas une tâche facile, la manœuvre requiert une logistique importante.

La plupart du temps, les glaciologues profitent d'installations hydroélectriques ou tirent parti de cavités naturelles. Mais une équipe de la Norwegian Water Resources and Energy Directorate (NVE) a persuadé les compagnies hydrauliques de les laisser créer leur laboratoire... à l'intérieur du glacier ! Ainsi, à 200 m sous la surface du glacier Svartisen dans le nord de la Norvège, les chercheurs se sont installés directement sur la base du glacier, à l'interface entre la roche et la glace.  

Le glacier Svartisen se situe au nord de la Norvège. Une équipe de recherche de la NVE a profité de la création d'un tunnel (Tunnel entrance, entrée du tunnel sur l'image) par une compagnie hydraulique pour créer son propre laboratoire à 200 m de profondeur. © Hallgeir Elvehøy, NVE

Faire fondre l’intérieur du glacier

Pour accéder à leur laboratoire, les chercheurs doivent surmonter de nombreux obstacles. Au départ d'une petite ville au nord de la Norvège, il faut rouler plusieurs heures, prendre un ferry pour finalement atteindre un tunnel de glace. Leur laboratoire se trouve au bout du tunnel.

L'objectif premier de ce laboratoire est donc d'étudier le glissement de la glace sur le socle rocheux. Avec de l'eau chaude, les chercheurs menés par Miriam Jackson, hydrologue à la NVE, ont fait fondre la glace, créant des tunnels de 9 à 12 m de long. L'eau provient d'un chauffe-eau situé dans le tunnel principal. Elle est pompée et dirigée jusqu'au tunnel de glace. La fonte d'un glacier depuis ses entrailles est un processus lent : la création d'un tunnel de glace peut durer entre 24 et 48 heures.

Ces manipulations permettent d'évaluer la variation de vitesse du glissement de la glace et d'étudier les conduits de drainage. En effet, lorsque le glacier fond en été, l'eau de surface s'écoule vers la base du glacier, formant alors de petites cavités : c'est le réseau de drainage. Bien comprendre la dynamique du mouvement d’un glacier permettra d'évaluer de façon plus précise son influence sur l'élévation du niveau de la mer.

Un laboratoire aux conditions de vie extrêmes

Le laboratoire naturel permet en outre d'étudier les signaux sismiques. Le déplacement du glacier peut provoquer, par friction avec la roche, d'importantes secousses. Un aspect très intéressant pour la recherche, car les sismographes sont ici installés au foyer des secousses sismiques, et non en surface.

Les chercheurs de la NVE ont récemment mesuré la résistance au glissement de la glace à l'interface entre le rocher et le bloc de glace. Étonnamment, la majorité de la résistance est due à la friction entre la glace riche en débris et le socle. Jusqu'à présent, les chercheurs pensaient que l'écoulement glaciaire fournissait la majorité de la résistance à la friction du glacier en rencontrant des obstacles du socle rocheux.

Si les conditions de travail sont particulièrement dures, les résultats sont inédits. Étudier les frictions entre la roche et la glace à la base du glacier est plus efficace que les travaux en surface. L'équipe ne travaille que durant l'hiver, pour éviter l'eau de fonte, et le laboratoire ne peut accueillir que 6 personnes. La difficulté des conditions de travail serait presque comparable à celles des missions en Antarctique.

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