Systèmes de fractures existants dans les plateaux de glace côtiers de l'Antarctique (blancs) prédits par un modèle d'apprentissage automatique. L'eau de fonte a atteint très peu d'entre eux, mais cela pourrait changer rapidement si l'air se réchauffe. Crédit :Adapté de Lai et al., La nature 2020
Une nouvelle étude indique que de nombreuses plates-formes de glace entourant l'Antarctique pourraient être vulnérables à une destruction rapide si la hausse des températures entraîne l'eau de fonte dans les nombreuses fractures qui pénètrent actuellement à leur surface. Les plateaux aident à ralentir le glissement des glaciers intérieurs vers l'océan, donc s'ils échouaient, En conséquence, le niveau de la mer dans le monde pourrait monter rapidement. L'étude paraît cette semaine dans la principale revue La nature .
Les plates-formes de glace sont des langues de glace géantes flottant sur l'océan autour des bords du continent. Les vastes glaciers terrestres derrière eux poussent constamment vers la mer. Mais comme de nombreux plateaux sont en grande partie confinés dans de vastes baies et golfes, ils sont comprimés sur les côtés et ralentissent la marche des glaciers, un peu comme une personne dans un couloir étroit qui appuie ses bras contre les murs pour ralentir quelqu'un qui essaie de les dépasser. Mais les banquises subissent un stress concurrent :elles s'étirent à mesure qu'elles s'approchent de l'océan. Les observations satellitaires montrent que, par conséquent, ils se déchirent; la plupart sont ratissés avec de nombreuses longues fractures perpendiculaires à la direction d'étirement. Les fractures qui se forment en surface peuvent atteindre des dizaines de mètres de profondeur; autres, formant par le bas, peut pénétrer dans la glace à des centaines de mètres vers le haut. Certaines fractures font des centaines de mètres de large.
Actuellement, la plupart des étagères sont congelées toute l'année, et stable. Mais les scientifiques prévoient qu'un réchauffement généralisé pourrait se produire plus tard dans le siècle. Et, les recherches existantes ont montré que même des variations de température subtiles peuvent provoquer une fonte généralisée. Cela pourrait envoyer de l'eau de fonte déferler dans les fractures de surface. De telles surtensions pourraient potentiellement provoquer une hydrofracturation - un processus dans lequel l'eau liquide, plus lourd que la glace, forcerait violemment les fractures à s'ouvrir, et provoquer la désintégration rapide de la plate-forme La nouvelle étude estime que 50 à 70 pour cent des zones des plates-formes de glace soutenant les glaciers sont vulnérables à de tels processus.
"Il ne s'agit pas seulement de fondre, mais où ça fond, " a déclaré l'auteur principal Ching-Yao Lai, chercheur postdoctoral à l'Observatoire terrestre de Lamont-Doherty de l'Université Columbia.
"Les banquises, c'est le point faible, où l'atmosphère, la glace et l'océan interagissent, " a déclaré le co-auteur de l'étude Jonathan Kingslake, glaciologue à Lamont-Doherty. "S'ils se remplissent d'eau de fonte, les choses peuvent arriver très vite après ça, et il pourrait y avoir des conséquences majeures sur le niveau de la mer."
L'hydrofracturation a déjà eu lieu à quelques endroits. Parties de la plate-forme de glace Larsen, qui était stable depuis au moins 10, 000 ans, s'est désintégrée en quelques jours en 1995 et 2002. S'en est suivie la rupture partielle de la plate-forme de glace Wilkins en 2008 et 2009. Principale cause convenue :l'hydrofracturation. Le Larsen et le Wilkins comprennent certaines des glaces les plus septentrionales du continent, et ont donc été les premiers à souffrir de la hausse des températures et de la fonte saisonnière.
Les zones des plates-formes glaciaires de l'Antarctique soutenant des glaciers vulnérables à la fracturation hydraulique sont indiquées en rouge. Les zones bleues jouxtant l'océan sont également vulnérables, mais ces portions n'aident pas à retenir les glaciers. Les petites zones vertes et jaunes plus proches de la terre sont moins vulnérables. Crédit :Adapté de Lai et al., La nature 2020.
La nouvelle étude fait suite à un article de 2017 dirigé par Kingslake montrant que les étangs et les ruisseaux saisonniers à la surface de la glace sont beaucoup plus courants dans l'Antarctique qu'on ne le croyait auparavant; certains atteignent moins de 375 miles du pôle Sud. Mais la plupart des caractéristiques cataloguées se trouvent dans des endroits non soumis à l'hydrofracturation. La nouvelle étude montre que, jusque là, seulement environ 0,6 pour cent des plates-formes glaciaires de l'Antarctique de l'Est qui fournissent des contreforts connaissent des flaques d'eau de fonte, les rendant vulnérables. Un pourcentage beaucoup plus important serait potentiellement en danger, si le réchauffement s'installe.
En collaboration avec Cameron Chen, un chercheur de Google, Lai a formé un modèle d'apprentissage automatique pour identifier les emplacements des fractures de la banquise à travers l'Antarctique, pour produire la première carte à l'échelle du continent de ces caractéristiques. Bien que la plupart des fractures ne contiennent plus d'eau liquide, les scientifiques ont envisagé des cas futurs dans lesquels l'eau de fonte pourrait remplir complètement les fractures de surface. Cela leur a permis de prédire quelles parties des plateaux seraient vulnérables à l'hydrofracturation, en tenant compte des forces concurrentes de compression des côtés, et l'étirement de la glace d'arrière en avant.
Ils ont calculé que l'afflux de liquide dans les fractures existantes pourrait potentiellement exercer une force suffisante pour provoquer une hydrofracture généralisée sur 50 à 70 pour cent des zones de plate-forme de glace qui fournissent des contreforts. Les principales exceptions étaient plus petites, les zones de glace les plus proches de la terre ferme, qui subissent moins de stress en s'étirant. Les extrémités des étagères, principalement entouré par l'océan ouvert, sont également vulnérables, mais flottant librement comme eux, ceux-ci n'aident pas à retenir les glaciers.
Pendant que l'étude émet un avertissement, les chercheurs disent qu'ils ne peuvent pas prédire le comportement des plates-formes de glace avec exactitude. "La vitesse à laquelle l'eau de fonte se formerait et remplirait ces fissures est la première question, ", a déclaré Kingslake. Il a déclaré que le pire des cas serait que "de nombreux endroits seront couverts par beaucoup, beaucoup d'eau d'ici la fin du siècle". Mais les projections varient considérablement, selon les modèles utilisés par les scientifiques, et avec quelle vigueur l'humanité réduit les gaz à effet de serre, ou pas. La deuxième question est de savoir si des emplacements particuliers subiront une hydrofracturation, il a dit. La troisième question :est-ce que le processus s'enfuirait, provoquant une désintégration explosive de type Larsen sur l'étagère.
Théodore Scambos, un glaciologue antarctique de premier plan et le Centre national de données sur la neige et la glace, a déclaré le journal "fait un excellent travail en indiquant les domaines où l'on peut dire, 'S'il inonde de fonte ici, il est susceptible de briser le plateau. » Il a ajouté que « cela a d'énormes implications pour le niveau de la mer » si les températures estivales le long des côtes augmentent.
"Finalement, toutes les banquises pourraient être recouvertes d'eau de fonte, " dit Lai. " Mais nous n'avons pas de délai, et il reste beaucoup de grandes questions."
