Les anciennes calottes glaciaires occupant la Scandinavie et l'Amérique du Nord ont laissé de nombreux reliefs à la surface d'aujourd'hui qui témoignent de leur système hydrologique sous eux. Cependant, la plupart des reliefs ont, jusque là, jamais été observé sous les calottes glaciaires contemporaines - notamment parce qu'elles sont relativement petites et enfouies sous des kilomètres de glace d'épaisseur.
Une équipe de scientifiques dirigée par l'Université libre de Bruxelles (ULB, Belgique) et l'Académie bavaroise des sciences (Allemagne) ont maintenant découvert un système hydrologique actif de conduites d'eau et de crêtes sédimentaires sous la calotte glaciaire antarctique. Leur étude révèle que l'échelle de ces caractéristiques sous-glaciaires est cinq fois plus grande que celles observées dans les paysages déglaciés d'aujourd'hui. Le nouvellement découvert, des crêtes de sédiments surdimensionnées façonnent activement la glace à des centaines de kilomètres en aval, en taillant de profondes incisions au fond de la glace. Ceci est intéressant pour la stabilité des banquises flottantes, car de nombreuses études montrent que l'amincissement de la banquise a des conséquences majeures sur la stabilité de la calotte glaciaire.
Des conduits sous-glaciaires se forment sous de grandes calottes glaciaires dans le cadre de leur système hydrologique de base. Ces tunnels ont un diamètre typique de plusieurs mètres à plusieurs dizaines de mètres, et ils canalisent l'eau de fonte sous-glaciaire vers l'océan. Cependant, de nouvelles observations géophysiques du Laboratoire de Glaciologie de l'ULB montrent que ces conduits s'élargissent considérablement à mesure qu'ils se rapprochent de l'océan. Un nouveau modèle mathématique explique cet élargissement avec la disparition de la pression des morts-terrains à l'endroit où la glace flotte sur l'océan.
Au fur et à mesure que les conduits s'élargissent, la vitesse d'écoulement de l'eau sous-glaciaire diminue, ce qui entraîne une augmentation du dépôt de sédiments à l'entrée du conduit. Sur des milliers d'années, ce processus construit des crêtes de sédiments géantes - comparables en hauteur à la tour Eiffel - sous la glace. La sédimentation active dans les conduits d'eau sous-glaciaires semble entraîner les formations d'Eskers - des crêtes de gravier allongées qui sont couramment observées aujourd'hui dans les zones où les anciennes calottes glaciaires se sont retirées. Cependant, les restes des Eskers d'aujourd'hui sont considérablement plus petits que ceux découverts aujourd'hui en Antarctique.
Des conduits géants qui peuvent saper la glace d'en bas
Les crêtes de sédiments en évolution laissent des cicatrices au fond de la glace lorsque la glace s'écoule sur elles. Ces cicatrices sont transmises aux banquises flottantes plus en aval formant des canaux de banquise. La glace dans ces canaux est jusqu'à la moitié aussi mince que leur environnement, ce qui en fait un point faible lorsqu'il est exposé à la fonte de l'océan plus chaud. On pensait à l'origine que les canaux de la banquise sont creusés par la fonte à cause de l'océan uniquement, mais cela ne semble qu'une partie de l'histoire :« Notre étude montre que des canaux de banquise peuvent déjà être initiés sur terre, et cela
la taille des canaux dépend de manière significative des processus de sédimentation se produisant sur des centaines à des milliers d'années" indique Reinhard Drews, auteur principal de l'étude.
Le nouveau lien entre le système hydrologique sous-glaciaire, sédimentation, et la stabilité de la banquise, offre de nouvelles opportunités pour démêler les processus clés sous la calotte glaciaire de l'Antarctique, et améliore également notre capacité à reconstruire l'étendue de la calotte glaciaire dans l'hémisphère nord au cours des dernières périodes glaciaires.
