Dans la seconde moitié de ce siècle, la hausse des températures de l'air au-dessus de la mer de Weddell pourrait déclencher un cycle de rétroaction d'eau de fonte auto-amplifiant sous la plate-forme glaciaire de Filchner-Ronne, provoquant finalement le rétrécissement spectaculaire de la deuxième plus grande plate-forme de glace de l'Antarctique. Des chercheurs en climatologie de l'Alfred Wegener Institute Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) ont récemment fait cette prédiction dans une nouvelle étude, que l'on retrouve dans le dernier numéro du Journal du climat , publié aujourd'hui. Dans l'étude, les chercheurs utilisent un modèle glace-océan créé à Bremerhaven pour décoder les processus océanographiques et physiques qui pourraient conduire à un afflux irréversible d'eau chaude sous la banquise - un développement qui a déjà été observé dans la mer d'Amundsen.

En ce qui concerne le sort des grandes banquises de l'Antarctique, la banquise qui les entoure est d'une importance capitale. Par exemple, dans le sud de la mer de Weddell, tant de glace de mer se forme pendant les mois d'automne et d'hiver que la quantité de sel libérée dans le processus fait tourner l'eau autour et en dessous du 450, 000 km2 de la plate-forme de glace Filchner-Ronne en une immense gaine protectrice. Jusque là, cette barrière d'eau extrêmement salée, avec une température moyenne d'env. moins 2 degrés Celsius, a protégé le plateau de l'afflux de masses d'eau chaudes de 0,8 degrés, que le Weddell Gyre transporte le long du bord du plateau continental (voir graphique).

De nouvelles simulations des climatologues de l'AWI indiquent maintenant que cette barrière d'eau froide pourrait être définitivement perdue au cours des prochaines décennies. La raison :la hausse des températures de l'air au-dessus de la mer de Weddell, ce qui pourrait réduire la formation de glace de mer. "Nous pouvons déjà voir les premiers signes de cette tendance aujourd'hui. Tout d'abord, moins de glace de mer se forme dans la région, et deuxièmement, les enregistrements océanographiques de la rupture du plateau continental confirment que les masses d'eau chaude se rapprochent déjà de plus en plus de la banquise par impulsions, " dit le Dr Hartmut Hellmer, océanographe à l'AWI et premier auteur de l'étude.

Ces changements à petite échelle pourraient marquer le début d'une transformation fondamentale et irrévocable dans le sud de la mer de Weddell. Les chercheurs s'attendent à ce que les effets deviennent perceptibles d'ici 2070. "Nos simulations montrent qu'il n'y aura pas de retour en arrière une fois que les masses d'eau chaude se retrouveront sous la banquise, car leur chaleur va accélérer la fonte à sa base. À son tour, l'eau de fonte résultante produira un renversement intensifié, qui aspirera encore plus d'eau chaude du gyre de Weddell sous la glace. En tant que tel, selon nos calculs, l'espoir que l'océan serait un jour à court de chaleur ne se réalisera pas à long terme, ", explique Hellmer.

En raison de la fonte dramatique sur sa face inférieure, la ligne d'échouage du plateau se déplacera plus au sud et la glace perdra progressivement le contact direct avec le fond marin. À ce jour, le contact frictionnel avec le fond marin a contribué à ralentir l'écoulement glaciaire. Une fois ce frein naturel disparu, le drainage de la glace de la calotte glaciaire antarctique s'accélérera. "Le cycle de rétroaction de l'eau de fonte sous la banquise ne ralentira qu'une fois la plate-forme effondrée, ou plus aucune glace glaciaire ne s'écoule de l'intérieur des terres pour prendre sa place. On parle donc de processus qui vont se poursuivre sur plusieurs siècles, ", déclare le co-auteur et créateur de modèles AWI, le Dr Ralph Timmermann.

Les prévisions des chercheurs sont basées sur le modèle BRIOS (Bremerhaven Regional Ice-Ocean Simulations) de l'AWI, un modèle couplé glace-océan que l'équipe a forcé avec les données atmosphériques du scénario climatique SRES-A1B, créé au Met Office Hadley Center de Grande-Bretagne à Exeter. L'ensemble de données comprend par ex. des informations sur l'évolution future des vents et des températures en Antarctique, et est basé sur l'hypothèse que la concentration de dioxyde de carbone dans l'atmosphère atteindra 700 parties par million d'ici 2100. "En conséquence, notre modèle a utilisé des données climatiques similaires au scénario actuel du statu quo du GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat). Les résultats montrent clairement que même limiter le réchauffement climatique à deux degrés Celsius ne suffira pas à sauver la plate-forme de glace Filchner-Ronne, " déclare le co-auteur et chercheur de l'AWI, le Dr Frank Kauker.

En outre, les auteurs pensent que les changements prévus dans la mer de Weddell offrent une nouvelle perspective sur les développements actuels dans la mer d'Amundsen. Comme l'explique Hartmut Hellmer, "Quand il s'agit de la mer d'Amundsen, où l'eau chaude a déjà atteint le plateau continental et même la ligne de mise à la terre de certains plateaux de glace, nous pouvons dire avec certitude que cet afflux de chaleur ne peut pas être arrêté; le changement de régime climatique a déjà eu lieu. En d'autres termes, les pertes de masse de la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental vont s'intensifier - tout comme les modèles le prédisent."

Pour mesurer l'afflux prévu d'eau chaude sous la plate-forme de glace Filchner-Ronne, Au cours des deux derniers étés antarctiques, des scientifiques de l'Institut Alfred Wegener et du British Antarctic Survey ont foré à travers la glace sur sept sites pour déployer des appareils d'enregistrement océanographique en dessous. Grâce à leurs efforts, chaque nuit des données fraîches sur la température de l'eau, salinité, la vitesse et la direction du flux sont transmises aux installations AWI de Bremerhaven par satellite. "Toutefois, il faudra quelques années avant que nous puissions utiliser ces dernières données pour documenter de manière fiable les changements, " dit Hellmer.