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    L'instabilité des glaces antarctiques devrait faire monter rapidement le niveau de la mer

    Une partie du glacier Thwaites s'effondre dans l'océan. Cela fait partie de la vie normale d'un glacier, mais le taux d'écoulement de la glace dans l'océan de certains glaciers de l'Antarctique s'est nettement accéléré, soulevant des inquiétudes. Crédit :NASA/OIB Jeremy Harbeck

    Les images de la disparition de la glace arctique et des glaciers de montagne sont bouleversantes, mais leurs contributions potentielles à l'élévation du niveau de la mer ne sont pas à la hauteur de celles de l'Antarctique, même si le recul des glaces du sud est moins accrocheur. Maintenant, une étude indique que l'instabilité cachée dans la glace antarctique est susceptible d'accélérer son écoulement dans l'océan et de faire monter le niveau de la mer à un rythme plus rapide que prévu.

    Au cours des six dernières années, cinq glaciers antarctiques étroitement observés ont doublé leur taux de perte de glace, selon la National Science Foundation. Au moins un, Glacier Thwaites, modélisé pour la nouvelle étude, risque de succomber à cette instabilité, un processus volatil qui pousse la glace dans l'océan rapidement.

    La quantité de glace que le glacier va perdre dans les 50 à 800 ans à venir ne peut pas être exactement projetée en raison des fluctuations imprévisibles du climat et du besoin de plus de données. Mais des chercheurs du Georgia Institute of Technology, Laboratoire de propulsion à réaction de la NASA, et l'Université de Washington ont pris en compte l'instabilité dans 500 simulations d'écoulement glaciaire pour Thwaites avec des calculs affinés.

    Les scénarios divergeaient fortement les uns des autres mais, ensemble, indiquaient le déclenchement éventuel de l'instabilité, qui sera décrit dans la section questions et réponses ci-dessous. Même si le réchauffement climatique devait s'arrêter plus tard, l'instabilité continuerait à pousser la glace vers la mer à un rythme extrêmement accéléré au cours des siècles à venir.

    Et ce, si la fonte des glaces due au réchauffement des océans ne s'aggrave pas qu'elle ne l'est aujourd'hui. L'étude s'est appuyée sur les taux de fonte des glaces actuels parce que les chercheurs s'intéressaient au facteur d'instabilité en lui-même.

    Point de basculement des glaciers

    "Si vous déclenchez cette instabilité, vous n'avez pas besoin de continuer à forcer la calotte glaciaire en augmentant les températures. ça va continuer tout seul, et c'est le souci, " a déclaré Alex Robel, qui a dirigé l'étude et est professeur adjoint à la School of Earth and Atmospheric Sciences de Georgia Tech. "Les variations climatiques seront toujours importantes après ce point de basculement, car elles détermineront la vitesse à laquelle la glace se déplacera."

    "Après avoir atteint le point de basculement, Le glacier Thwaites pourrait perdre toute sa glace en 150 ans. Cela entraînerait une élévation du niveau de la mer d'environ un demi-mètre (1,64 pied), " a déclaré Hélène Seroussi, scientifique de la NASA au JPL, qui a collaboré à l'étude. En comparaison, Le niveau de la mer actuel est de 20 cm (près de 8 pouces) au-dessus des niveaux d'avant le réchauffement planétaire et est responsable de l'augmentation des inondations côtières.

    Bord extérieur du glacier Thwaites. Alors que le glacier se jette dans l'océan, il devient de la glace de mer et fait monter le niveau de la mer. La glace du glacier Thwaites coule particulièrement vite, et certains chercheurs pensent qu'il peut déjà avoir basculé dans l'instabilité ou être proche de ce point, bien que cela n'ait pas encore été établi. Crédit :NASA/James Yungel

    Les chercheurs ont publié leur étude dans la revue The Actes de l'Académie nationale des sciences le lundi, 8 juillet, 2019. La recherche a été financée par la National Science Foundation et la NASA.

    L'étude a également montré que l'instabilité rend les prévisions plus incertaines, conduisant à une large diffusion des scénarios. Ceci est particulièrement pertinent pour le défi de l'ingénierie contre les dangers d'inondation.

    « Vous voulez concevoir des infrastructures critiques pour qu'elles résistent à la limite supérieure des scénarios potentiels de niveau de la mer dans cent ans, " Robel a déclaré. « Cela peut signifier la construction de vos usines de traitement des eaux et de vos réacteurs nucléaires pour le pire des cas, ce qui pourrait représenter une élévation du niveau de la mer de deux ou trois pieds à partir du seul glacier Thwaites, donc c'est une énorme différence."

    Questions et réponses

    Pourquoi la glace de l'Antarctique est-elle le principal moteur de l'élévation du niveau de la mer ?

    La banquise arctique flotte déjà dans l'eau. Les lecteurs se souviendront probablement que 90 % de la masse d'un iceberg est sous l'eau et que lorsque sa glace fond, le volume diminue, n'entraînant aucun changement du niveau de la mer.

    Mais quand les masses de glace longtemps soutenues par la terre, comme les glaciers de montagne, faire fondre, l'eau qui se retrouve dans l'océan augmente le niveau de la mer. L'Antarctique détient la glace la plus soutenue par la terre, même si une grande partie de cette terre est constituée de fonds marins qui ne contiennent qu'une partie de la masse de glace, tandis que l'eau en retient une partie. Aussi, L'Antarctique est un Léviathan de glace.

    "Il y a presque huit fois plus de glace dans la calotte glaciaire de l'Antarctique que dans la calotte glaciaire du Groenland et 50 fois plus que dans tous les glaciers de montagne du monde, ", a déclaré Robel.

    La fonte des glaces à la ligne d'échouage contribue à l'eau de mer et donc au niveau de la mer, mais l'effet le plus important est d'envoyer plus de glace au-dessus dans l'eau, où il fait également monter le niveau de la mer. Lorsque le fond marin est derrière la ligne d'échouage, sous la glace, des pentes descendantes vers l'intérieur des terres, il exacerbe le processus, qui peut devenir instable, repoussant perpétuellement la glace vers la mer. Credit:antarcticglaciers.org, Creative Commons non-commercial license

    What is that 'instability' underneath the ice?

    The line between where the ice sheet rests on the seafloor and where it extends over water is called the grounding line. In spots where the bedrock underneath the ice behind the grounding line slopes down, deepening as it moves inland, the instability can kick in.

    On deeper beds, ice moves faster because water is giving it a little more lift. Aussi, warmer ocean water hollows out the bottom of the ice, adding a little more water to the ocean. Plus important, the ice above the hollow loses land contact and flows faster out to sea.

    "Once ice is past the grounding line and just over water, it's contributing to sea level because buoyancy is holding it up more than it was, " Robel said. "Ice flows out into the floating ice shelf and melts or breaks off as icebergs."

    "The process becomes self-perpetuating, " Seroussi said, describing why it is called "instability."

    How did the researchers integrate instability into sea level forecasting?

    The researchers borrowed math from statistical physics that calculate what random variables do to predictability in a physical system, like ice flow, acted upon by outside forces, like temperature changes. They applied the math to simulations of possible future fates of marine glaciers like Thwaites Glacier.

    They made an added surprising discovery. Normalement, when climate conditions fluctuate strongly, Antarctic ice evens out the effects. Ice flow may increase but gradually, not wildly, but the instability produced the opposite effect in the simulations.

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