Assaut par le bas : pourquoi le glacier le plus risqué de l’Antarctique perd son emprise

En survolant l’Antarctique, il est difficile de voir de quoi il s’agit. Comme un gigantesque gâteau de mariage, le glaçage de la neige au sommet de la plus grande calotte glaciaire du monde semble lisse et sans tache, magnifique et parfaitement blanc. De petits tourbillons de dunes de neige recouvrent la surface.

Mais à mesure que vous vous approchez du bord de la calotte glaciaire, un sentiment de puissance sous-jacente énorme émerge. Des fissures apparaissent à la surface, parfois organisées comme une planche à laver, et parfois un chaos complet de flèches et de crêtes, révélant le cœur cristallin bleu pâle de la glace en dessous.

Au fur et à mesure que l’avion vole plus bas, l’ampleur de ces ruptures augmente régulièrement. Ce ne sont pas seulement des fissures, mais des canyons assez grands pour engloutir un avion de ligne ou des flèches de la taille de monuments. Des falaises et des déchirures, des déchirures dans la couverture blanche émergent, indiquant une force qui peut projeter des blocs de glace dans la ville comme autant de voitures accidentées dans un carambolage. C’est un paysage tordu, déchiré, déchiré. Une sensation de mouvement émerge également, d’une manière qu’aucune partie de la Terre sans glace ne peut transmettre – tout le paysage est en mouvement et ne semble pas très heureux à ce sujet.

L’Antarctique est un continent composé de plusieurs grandes îles, dont l’une de la taille de l’Australie, toutes enfouies sous une couche de glace de 10 000 pieds d’épaisseur. La glace contient suffisamment d’eau douce pour élever le niveau de la mer de près de 200 pieds.

Ses glaciers ont toujours été en mouvement, mais sous la glace, des changements se produisent qui ont des effets profonds sur l’avenir de la calotte glaciaire – et sur l’avenir des communautés côtières du monde entier.

Casser, amincir, fondre, s’effondrer

L’Antarctique est l’endroit où je travaille. En tant que scientifique polaire, j’ai visité la plupart des zones de la calotte glaciaire lors de plus de 20 voyages sur le continent, apportant des capteurs et des stations météorologiques, traversant des glaciers ou mesurant la vitesse, l’épaisseur et la structure de la glace.

Actuellement, je suis le scientifique coordinateur américain d’un effort de recherche international majeur sur le glacier le plus risqué de l’Antarctique – plus à ce sujet dans un instant. J’ai traversé des crevasses avec précaution, j’ai marché avec précaution sur de la glace bleue dure balayée par le vent et j’ai conduit pendant des jours sur le paysage le plus monotone que vous puissiez imaginer.

Les montagnes dirigent le flux des glaciers vers la mer. 66 Nord via Unsplash.

Pendant la majeure partie des derniers siècles, la calotte glaciaire a été stable, pour autant que la science polaire puisse le dire. Notre capacité à suivre la quantité de glace qui s’écoule chaque année et la quantité de neige qui tombe sur le dessus remonte à quelques décennies seulement, mais ce que nous voyons est une calotte glaciaire qui était presque en équilibre aussi récemment que dans les années 1980.

Au début, les changements dans la glace se sont produits lentement. Les icebergs se détacheraient, mais la glace était remplacée par un nouvel écoulement. Les chutes de neige totales n’avaient pas beaucoup changé depuis des siècles – nous le savions en regardant les carottes de glace – et en général, le flux de glace et l’élévation de la calotte glaciaire semblaient si constants que l’un des principaux objectifs des premières recherches sur la glace en Antarctique était de trouver une place, n’importe quel endroit, cela avait radicalement changé.

Une carte de l’Antarctique vue d’en haut, la majeure partie de la calotte glaciaire, montre la vitesse de l’écoulement des glaces. Le glacier Thwaites est sur la gauche. Studio de visualisation scientifique du Goddard Space Flight Center de la NASA.

Mais maintenant, alors que l’air et l’océan environnants se réchauffent, des zones de la calotte glaciaire antarctique qui étaient stables depuis des milliers d’années se brisent, s’amincissent, fondent ou, dans certains cas, s’effondrent en un tas. Lorsque ces bords de la glace réagissent, ils envoient un puissant rappel : si même une petite partie de la calotte glaciaire devait s’effondrer complètement dans la mer, l’impact sur les côtes du monde serait grave.

Comme beaucoup de géoscientifiques, je réfléchis à l’apparence de la Terre sous la partie que nous pouvons voir. Pour l’Antarctique, cela signifie penser au paysage sous la glace. À quoi ressemble le continent enfoui – et comment ce sous-sol rocheux façonne-t-il l’avenir de la glace dans un monde qui se réchauffe ?

Visualiser le monde sous la glace

Les efforts récents pour combiner les données de centaines d’études aériennes et terrestres nous ont donné une sorte de carte du continent sous la glace. Il révèle deux paysages très différents, séparés par les montagnes transantarctiques.

Dans l’Antarctique oriental, la partie la plus proche de l’Australie, le continent est accidenté et sillonné, avec plusieurs petites chaînes de montagnes. Certaines d’entre elles possèdent des vallées alpines, creusées par les tout premiers glaciers qui se sont formés sur l’Antarctique il y a 30 millions d’années, lorsque son climat ressemblait à celui de l’Alberta ou de la Patagonie. La majeure partie du socle rocheux de l’Antarctique de l’Est se trouve au-dessus du niveau de la mer. C’est là que la plate-forme de glace Conger de la taille d’une ville s’est effondrée au milieu d’une vague de chaleur inhabituellement intense en mars 2022.

Sous la glace, des études récentes ont cartographié le socle rocheux de l’Antarctique et montrent qu’une grande partie du côté ouest se trouve sous le niveau de la mer.Bedmap2; Fretwell 2013.

Dans l’Antarctique occidental, le socle rocheux est très différent, avec des parties beaucoup plus profondes. Cette zone était autrefois le fond de l’océan, une région où le continent était étiré et divisé en blocs plus petits séparés par des fonds marins profonds. De grandes îles constituées de chaînes de montagnes volcaniques sont reliées entre elles par l’épaisse couverture de glace. Mais la glace ici est plus chaude et se déplace plus rapidement.

Il y a à peine 120 000 ans, cette zone était probablement un océan ouvert – et certainement au cours des 2 derniers millions d’années. Ceci est important car notre climat actuel approche rapidement des températures comme celles d’il y a quelques millions d’années.

La prise de conscience que la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental avait disparu dans le passé est la cause d’une grande préoccupation à l’ère du réchauffement climatique.

Premières étapes d’une retraite à grande échelle

Vers la côte de l’Antarctique occidental se trouve une vaste zone de glace appelée glacier Thwaites. C’est le glacier le plus large sur terre, à 70 miles de diamètre, drainant une zone presque aussi grande que l’Idaho.

Les données satellitaires nous indiquent qu’il en est aux premiers stades d’un recul à grande échelle. La hauteur de la surface a chuté jusqu’à 3 pieds chaque année. D’énormes fissures se sont formées sur la côte et de nombreux grands icebergs ont été mis à la dérive. Le glacier coule à plus d’un mile par an, et cette vitesse a presque doublé au cours des trois dernières décennies.

Deux décennies de données satellitaires montrent la perte de glace la plus rapide à proximité du glacier Thwaites. NASA.

D’en haut, des fractures sont évidentes dans le glacier Thwaites. Ted Scambo

Cette zone a été notée très tôt comme un endroit où la glace pouvait perdre son emprise sur le substratum rocheux. La région a été qualifiée de « ventre faible » de la calotte glaciaire.

Certaines des premières mesures de la profondeur de la glace, à l’aide d’un écho-sondage radio, ont montré que le centre de l’Antarctique occidental avait un substrat rocheux jusqu’à un mile et demi sous le niveau de la mer. La zone côtière était moins profonde, avec quelques montagnes et des terrains plus élevés; mais un large fossé entre les montagnes s’étendait près de la côte. C’est là que le glacier Thwaites rencontre la mer.

Ce modèle, avec une glace plus profonde empilée près du centre d’une calotte glaciaire et un substrat rocheux moins profond mais toujours bas près de la côte, est une recette pour un désastre – bien qu’un désastre très lent.

La glace coule sous son propre poids – quelque chose que nous avons appris en sciences de la terre au lycée, mais réfléchissez-y maintenant. Avec des glaces très hautes et très profondes près du centre de l’Antarctique, il existe un énorme potentiel d’écoulement plus rapide. En étant moins profond près des bords, le flux est retenu – broyant sur le substrat rocheux alors qu’il essaie de partir, et ayant une colonne de glace plus courte sur la côte le serrant vers l’extérieur.

Comment l’eau plus chaude mine le glacier.

Si la glace reculait suffisamment, le front de retraite passerait d’une glace «mince» – encore près de 3 000 pieds d’épaisseur – à une glace plus épaisse vers le centre du continent. Au bord du retrait, la glace coulerait plus vite, car la glace est plus épaisse maintenant. En coulant plus vite, le glacier abaisse la glace derrière lui, lui permettant de flotter, provoquant plus de recul. C’est ce qu’on appelle une boucle de rétroaction positive – le recul conduisant à une glace plus épaisse à l’avant du glacier, ce qui accélère l’écoulement et entraîne un recul plus important.

Réchauffement de l’eau : l’assaut par le bas

Mais comment cette retraite commencerait-elle ? Jusqu’à récemment, Thwaites n’avait pas beaucoup changé depuis sa première cartographie dans les années 1940. Au début, les scientifiques pensaient qu’un retrait serait le résultat d’un air plus chaud et de la fonte de la surface. Mais la cause des changements observés à Thwaites dans les données satellitaires n’est pas si facile à repérer depuis la surface.

Sous la glace, cependant, au point où la calotte glaciaire se soulève pour la première fois du continent et commence à s’avancer au-dessus de l’océan comme une plate-forme de glace flottante, la cause du retrait devient évidente. Ici, l’eau de l’océan bien au-dessus du point de fusion érode la base de la glace, l’effaçant comme un glaçon disparaîtrait dans un verre d’eau.

L’eau qui se réchauffe atteint sous la banquise et l’érode par en dessous. Scambos et al 2017.

L’eau qui est capable de faire fondre jusqu’à 50 à 100 pieds de glace chaque année rencontre le bord de la calotte glaciaire ici. Cette érosion permet à la glace de s’écouler plus rapidement, poussant contre la banquise flottante.

La banquise est l’une des forces de retenue qui retient la calotte glaciaire. Mais la pression de la glace terrestre brise lentement cette plaque de glace. Comme une planche qui éclate sous un poids excessif, elle développe d’énormes fissures. Lorsqu’elle cèdera – et la cartographie des fractures et de la vitesse d’écoulement suggère que ce n’est que dans quelques années – ce sera une autre étape qui permettra à la glace de s’écouler plus rapidement, alimentant la boucle de rétroaction.

Jusqu’à 10 pieds d’élévation du niveau de la mer

En regardant le continent couvert de glace depuis notre camp cette année, c’est une vue qui donne à réfléchir. Un immense glacier, coulant vers la côte et s’étendant d’un horizon à l’autre, s’élève jusqu’au milieu de la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental. Il y a un sentiment palpable que la glace s’abat sur la côte.

La glace est toujours de la glace – elle ne bouge pas aussi vite, peu importe ce qui la pousse ; mais cette zone géante appelée l’Antarctique occidental pourrait bientôt commencer un déclin de plusieurs siècles qui ajouterait jusqu’à 10 pieds au niveau de la mer. Dans le processus, le taux d’élévation du niveau de la mer augmenterait plusieurs fois, posant de grands défis aux personnes ayant un intérêt dans les villes côtières. Qui est à peu près nous tous.

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l’article d’origine.