Les sommets des montagnes de l'île d'Ellesmere baignaient de lumière alors que le soleil commençait à pointer à l'horizon lors du premier vol de l'opération IceBridge de sa campagne 2017 dans l'Arctique, le 9 mars 2017. Crédit :NASA/Nathan Kurtz
Depuis huit ans, Opération IceBridge, une mission de la NASA qui effectue des relevés aériens des glaces polaires, a produit des vues tridimensionnelles sans précédent des calottes glaciaires de l'Arctique et de l'Antarctique, fournir aux scientifiques des données précieuses sur l'évolution de la glace polaire dans un monde qui se réchauffe. Maintenant, pour la première fois, la campagne étendra sa portée pour explorer le bassin eurasien de l'Arctique grâce à deux vols de recherche basés au Svalbard, un archipel norvégien dans le nord de l'océan Atlantique.
La mission arpente la région dans le cadre de sa campagne de printemps arctique 2017, qui a effectué son premier vol le 9 mars et se poursuivra jusqu'au 12 mai.
"C'est la neuvième année d'IceBridge dans l'Arctique et nous nous attendons à ce que ce soit l'une de nos campagnes les plus importantes à ce jour, " dit Nathan Kurtz, Le scientifique du projet de l'opération IceBridge et un scientifique de la glace de mer au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. « Nous étendons notre portée au secteur eurasien de l'Arctique, nous espérons donc avoir plus de couverture de glace de mer que jamais. »
Traditionnellement, Les campagnes arctiques d'IceBridge opèrent à partir de trois bases :la base aérienne de Thulé dans le nord-ouest du Groenland, Fairbanks en Alaska, et Kangerlussuaq dans le sud-ouest du Groenland. L'ajout du Svalbard permettra à la mission de collecter des données sur la glace de mer et la neige dans une section à peine mesurée de l'océan Arctique et de ses mers environnantes, ainsi que des mesures de quelques glaciers de l'archipel du Svalbard. Les chercheurs pensent que les caractéristiques de la glace de mer du côté eurasien de l'Arctique pourraient être différentes de celles de son homologue amérasien. En particulier, ils soupçonnent qu'ils peuvent voir une couverture de neige plus épaisse sur la banquise eurasienne, mais ils ne pourront pas le confirmer tant qu'IceBridge n'aura pas survolé.
"La plupart des données disponibles sur les chutes de neige dans le bassin eurasien sont obsolètes, des stations dérivantes qui ont fonctionné entre 1954 et 1991, " a déclaré Ron Kwok, membre de l'équipe scientifique d'IceBridge et chercheur sur la glace de mer au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie. « Lorsque ces sondages ont été effectués, nous avions encore beaucoup de glace de mer épaisse dans l'Arctique. Maintenant, c'est surtout plus mince, glace de première année, donc la neige que nous allons voir au sommet sera différente de ce qu'il y avait avant."
Melinda Webster, scientifique de la NASA/GSFC, photographiant de la glace de mer pluriannuelle dans le sud de la mer de Lincoln le 9 mars 2017. Crédit :NASA/John Sonntag
Avoir des mesures précises de la neige sur la banquise est essentiel pour le prochain Ice de la NASA, Nuage, et le satellite d'élévation terrestre-2 (ICESat-2). ICESat-2 utilisera des faisceaux laser pour mesurer l'élévation de la glace de mer flottant sur l'océan, qui peut ensuite être utilisé pour déduire son épaisseur, mais le manque de connaissance de la neige qui repose sur la glace de mer peut rendre ces relevés d'épaisseur de glace de mer moins précis.
Soutenir ICESat-2, dont le lancement est prévu en 2018, est l'un des principaux objectifs de l'opération IceBridge. Mais les grands volumes de données sur les glaces de mer et de terre de l'Arctique qu'IceBridge a recueillies au cours de ses neuf années d'exploitation là-bas ont également permis des découvertes scientifiques allant de la première carte montrant quelles parties du fond de l'immense calotte glaciaire du Groenland sont dégelées à des améliorations dans modèles d'accumulation de neige pour tout le Groenland.
Cette année, l'équipe et les instruments IceBridge voleront à nouveau sur le P-3 Orion de la NASA, qui n'était plus disponible depuis deux ans alors qu'on l'équipait de nouvelles ailes.
"Nous avons de retour notre avion et notre équipage préférés, " dit John Sonntag, Scientifique de la mission IceBridge. "Cela nous rend plus efficaces, car il n'y a pas beaucoup d'autres équipages dans le monde qui ont autant d'expérience en vol polaire que cette équipe. Ils savent comment prévenir les dommages causés par le froid à l'avion, ils connaissent le temps arctique, ils savent ce dont nous avons besoin. Ils nous permettent de voler très efficacement. Je suis très optimiste quant au fait que nous aurons une campagne très productive."
Le P-3 Orion, basé à Wallops Flight Facility de la NASA en Virginie, transportera la suite d'instruments la plus complète d'IceBridge :un altimètre laser à balayage qui mesure l'élévation de la surface, trois types de systèmes radar pour étudier les couches de glace et le substratum rocheux sous la calotte glaciaire, une caméra haute résolution pour créer des cartes couleur de glace polaire, et des caméras infrarouges pour mesurer les températures de surface des glaces de mer et de terre.
L'équipe voit le lever du soleil pour la deuxième fois lors du vol Icebridge. Crédit :NASA/Nathan Kurtz
Cette année, l'instrument le plus essentiel de la mission, l'altimètre laser, a été mis à niveau.
"Le nouveau laser a une impulsion très étroite qui tire 10, 000 impulsions par seconde, par rapport à l'impulsion plus large de l'ancien laser à 3, 000 impulsions par seconde, " a déclaré Jim Yungel, Responsable du programme Wallops pour l'altimètre laser. « Nous pourrons tripler notre taux de collecte de données et voir les détails les plus fins dans les structures escarpées, comme des crevasses ou des chenaux de glace de mer, en plus de mesurer l'altitude de la glace avec plus de précision."
IceBridge déploiera également trois autres instruments expérimentaux qui seront testés lors des vols de recherche.
Comme pour chaque campagne de printemps arctique, Les scientifiques d'IceBridge collaboreront avec plusieurs équipes internationales pour collecter et comparer les mesures de neige et de glace. La plus grande collaboration ce printemps sera avec CRYOVEX, une campagne dédiée à la validation des données recueillies par le satellite CryoSat-2 de l'Agence spatiale européenne (ESA). Le temps le permet, en mars, Le P-3 Orion d'IceBridge sera l'un des quatre avions qui voleront simultanément sous l'une des lignes en orbite autour de CryoSat-2. IceBridge répétera cette orbite CryoSat-2 à nouveau en avril. D'autres collaborations prévues incluent un groupe d'aventuriers européens qui collectera des données sur la profondeur de la neige tout en effectuant une traversée vers le pôle Nord; une équipe de l'Académie navale des États-Unis à Annapolis prenant des mesures de la glace de mer et de la neige près de Thulé; et avec le satellite Sentinel-3 de l'ESA, qui utilise l'altimétrie radar pour étudier la glace et la neige.
La mission de l'opération IceBridge est de collecter des données sur l'évolution des glaces polaires terrestres et marines et de maintenir la continuité des mesures entre les missions ICESat. La mission ICESat initiale a pris fin en 2009, et son successeur, ICESat-2, est prévu pour le lancement en 2018. L'opération IceBridge est actuellement financée jusqu'en 2019. Le chevauchement prévu avec ICESat-2 aidera les scientifiques à valider les mesures du satellite.
