La surface de glace au-dessus des lacs a coulé jusqu'à 20 mètres (66 pieds) en moins d'un an en raison du drainage. Les lacs sous-glaciaires sont généralement observés avec des glaciers à débit rapide. Crédit :Ben Smith/Université de Washington
Le glacier Thwaites, au bord de l'Antarctique occidental, est l'un des glaciers les plus rapides de la planète. La recherche montre qu'il glisse inexorablement dans l'océan, principalement en raison du clapotis de l'eau de mer plus chaude sur sa face inférieure.
Mais les détails de son effondrement restent incertains. Les détails sont nécessaires pour fournir un calendrier pour savoir quand s'attendre à une élévation globale du niveau de la mer de 2 pieds, et quand la perte de ce glacier contribuera à déstabiliser la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental, beaucoup plus vaste. Des efforts récents ont utilisé des satellites pour cartographier le terrain sous-jacent, qui affecte la vitesse à laquelle la masse de glace se déplacera, et mesurer l'épaisseur et la vitesse du glacier pour comprendre la physique de ses changements.
Des chercheurs de l'Université de Washington et de l'Université d'Édimbourg ont utilisé les données du CryoSat-2 de l'Agence spatiale européenne pour identifier un drainage soudain de grands bassins sous le glacier Thwaites, l'un des deux glaciers rapides au bord de la calotte glaciaire. L'étude publiée le 8 février dans La cryosphère trouve quatre lacs interconnectés drainés au cours des huit mois de juin 2013 à janvier 2014. Le glacier s'est accéléré d'environ 10 pour cent pendant cette période, montrant que le mouvement à long terme du glacier est assez inconscient des ruissellements sur sa face inférieure.
"C'était un grand événement, et cela confirme que l'accélération à long terme que nous observons pour ce glacier est probablement due à d'autres facteurs, probablement dans l'océan, " a déclaré l'auteur correspondant Ben Smith, glaciologue au Laboratoire de physique appliquée de l'UW. "Le débit d'eau au lit ne contrôle probablement pas la vitesse."
D'autres glaciers, comme certains en Alaska et au Groenland, peut être très sensible aux variations du débit d'eau de fonte. L'eau peut s'accumuler sous le glacier jusqu'à ce qu'elle soulève des parties de son lit, et soudainement s'envole vers l'avant. Cela peut multiplier par plusieurs la vitesse d'un glacier et expliquer la majeure partie de son mouvement.
Une nouvelle technique a révélé comment l'eau de fonte des lacs sous le glacier Thwaites s'écoulait dans la mer. Il s'agit du plus grand écoulement des lacs sous-glaciaires signalé pour cette région de l'Antarctique occidental. Crédit :Noel Gourmelen/Université d'Édimbourg
Les chercheurs n'étaient pas certains qu'un tel effet puisse être en jeu avec le glacier Thwaites.
"Il a été difficile de voir les détails sur l'écoulement de l'eau sous la glace, " dit Smith.
Pour la nouvelle étude, les auteurs utilisent une nouvelle technique pour découvrir des chutes à la surface du glacier jusqu'à 70 pieds (20 mètres) sur une zone de 20 kilomètres sur 40 kilomètres. Les calculs montrent que cela était probablement dû à la vidange de quatre lacs interconnectés, le plus grand de la taille du lac Washington, bien au-dessous. Le taux de drainage de pointe était d'environ 8, 500 pieds cubes (240 mètres cubes) par seconde, environ la moitié du débit de la rivière Hudson, le plus grand écoulement d'eau de fonte jamais signalé pour les lacs sous-glaciaires de cette région.
"Ce drainage du lac est le plus grand mouvement d'eau que l'on puisse s'attendre à voir dans cette région, et cela n'a pas beaucoup changé la vitesse du glacier, " dit Smith.
La raison est probablement que le glacier Thwaites se déplace assez rapidement, il a dit, cette friction chauffe sa face inférieure jusqu'au point de fusion de la glace. La base du glacier est déjà humide et ajouter plus d'eau ne le rend pas beaucoup plus glissant.
Thwaites Glacier atteint des vitesses de plus de 33 pieds (11 m) par jour. La boîte noire montre l'emplacement de quatre lacs sous-glaciaires qui se sont drainés en 2013, augmentant la vitesse du glacier d'environ 10 pour cent. Crédit :Ben Smith/Université de Washington
La nouvelle étude soutient les recherches antérieures de l'UW de 2014 montrant que le glacier Thwaites s'effondrera probablement d'ici 200 à 900 ans pour faire monter les mers de 2 pieds. Ces calculs ont été effectués sans cartes détaillées de la façon dont l'eau s'écoule sous le ventre du glacier. Les nouveaux résultats suggèrent que cela n'a pas vraiment d'importance.
"Si le glacier Thwaites avait vraiment sauté en réponse à ce drainage du lac, alors cela aurait suggéré que nous ayons besoin d'un modèle plus détaillé de l'endroit où l'eau s'écoule au niveau du lit, ", a déclaré Smith. "Les données radar du programme Operation Ice Bridge de la NASA nous ont beaucoup appris sur la forme du glacier Thwaites, mais il est très difficile de voir comment l'eau se déplace. Sur la base de ce résultat, ce n'est peut-être pas un gros problème"
La fonte à la base de la calotte glaciaire remplirait les lacs dans 20 à 80 ans, dit Smith. Au fil du temps, l'eau de fonte s'accumule progressivement dans les dépressions du substratum rocheux. Lorsque l'eau atteint un certain niveau, elle franchit un point faible, puis s'écoule à travers des canaux dans la glace. Alors que le glacier Thwaites s'amincit près de la côte, sa surface deviendra plus raide, Smith a dit, et la différence de pression des glaces entre les régions intérieures et la côte peut pousser l'eau vers la côte et entraîner le drainage d'un plus grand nombre de lacs.
Il espère appliquer les mêmes techniques pour étudier le drainage des lacs sous d'autres glaciers, pour comprendre comment le débit d'eau à la base affecte le mouvement global des glaciers. Lorsque le satellite ICESat-2 de la NASA sera lancé en 2018, les calculs seront faciles à faire avec une grande précision.
"En 2018, cela passe d'un projet difficile à un projet facile, et je suis excité à ce sujet, " dit Smith.
