Glacier de la patinoire dans l'ouest du Groenland, avec un centre visible de lac d'eau de fonte. Crédit :NASA/OIB
Une nouvelle étude de la NASA révèle que pendant les étés les plus chauds jamais enregistrés au Groenland, 2010 et 2012, la glace du glacier Rink sur la côte ouest de l'île n'a pas seulement fondu plus vite que d'habitude, il a glissé à l'intérieur du glacier en une vague gigantesque, comme une boisson gazeuse réchauffée glissant hors de son boîtier en plastique. La vague a persisté pendant quatre mois, la glace provenant de l'amont continuant à se déplacer vers le bas pour remplacer la masse manquante pendant au moins quatre mois de plus.
Cette longue impulsion de perte de masse, appelé onde solitaire, est une nouvelle découverte qui pourrait augmenter le potentiel de perte de glace durable au Groenland alors que le climat continue de se réchauffer, avec des implications pour le taux futur d'élévation du niveau de la mer.
L'étude de trois scientifiques du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie, a été le premier à suivre avec précision la perte de masse d'un glacier due à la fonte des glaces à l'aide du mouvement horizontal d'un capteur GPS. Ils ont utilisé les données d'un seul capteur du réseau GPS du Groenland (GNET), situé sur le substrat rocheux à côté du glacier Rink. Un article sur la recherche est publié en ligne dans la revue Lettres de recherche géophysique .
La patinoire est l'un des principaux débouchés du Groenland vers l'océan, drainant environ 11 milliards de tonnes (gigatonnes) de glace par an au début des années 2000, soit environ le poids de 30, 000 bâtiments de l'Empire State. Au cours de l'été extrêmement chaud de 2012, cependant, il a perdu 6,7 gigatonnes supplémentaires de masse sous la forme d'une onde solitaire. Les processus de fusion précédemment observés ne peuvent expliquer une telle perte de masse.
La vague s'est déplacée à travers le glacier coulant pendant les mois de juin à septembre à une vitesse d'environ 2,5 miles (4 kilomètres) par mois pendant les trois premiers mois, passant à 7,5 miles (12 kilomètres) en septembre. La quantité de masse en mouvement était de 1,7 gigatonnes, plus ou moins environ une demi-gigatonne, par mois. Le glacier Rink coule généralement à une vitesse d'un ou deux milles (quelques kilomètres) par an.
La vague n'a pas pu être détectée par les méthodes habituelles de surveillance de la perte de glace au Groenland, comme mesurer l'amincissement des glaciers avec un radar aéroporté. "Vous pourriez littéralement être debout là et vous ne verriez aucune indication de la vague, " a déclaré Eric Larour, scientifique du JPL, un co-auteur du nouveau document. "Vous ne verriez pas de fissures ou d'autres caractéristiques de surface uniques."
Les chercheurs ont vu le même modèle de vague dans les données GPS pour 2010, le deuxième été le plus chaud jamais enregistré au Groenland. Bien qu'ils n'aient pas quantifié la taille et la vitesse exactes de la vague de 2010, les modèles de mouvement dans les données GPS indiquent qu'elle devait être plus petite que la vague de 2012 mais similaire en vitesse.
"Nous savons avec certitude que le mécanisme de déclenchement était la fonte en surface de la neige et de la glace, mais nous ne comprenons pas pleinement l'éventail complexe de processus qui génèrent des ondes solitaires, " a déclaré Surendra Adhikari, scientifique du JPL, qui a dirigé l'étude.
Cette animation montre une vague solitaire passant par le glacier Rink, Groenland, en 2012, enregistré par le mouvement d'une station GPS (cercle avec flèche). Les couleurs plus foncées dans le flux indiquent une perte de masse, les couleurs rouges montrent un gain de masse. L'étoile marque le centre de la vague. Crédit :NASA/JPL-Caltech
Au cours des deux étés où se produisaient des vagues solitaires, le manteau neigeux et la glace de surface de l'immense bassin à l'intérieur du Groenland derrière le glacier Rink retenaient plus d'eau que jamais. En 2012, plus de 95 pour cent de la neige et de la glace de surface fondaient. L'eau de fonte peut créer des lacs et des rivières temporaires qui s'écoulent rapidement à travers la glace et se jettent dans l'océan. "L'eau en amont a probablement dû creuser de nouveaux canaux pour s'évacuer, " a expliqué le co-auteur Erik Ivins du JPL. " Il était susceptible d'être lent et inefficace. " Une fois que l'eau avait formé des chemins vers la base du glacier, la vague de perte intense a commencé.
Les scientifiques pensent que des processus connus auparavant se sont combinés pour faire bouger la masse si rapidement. L'énorme volume d'eau a lubrifié la base du glacier, lui permettant de se déplacer plus rapidement, et adouci les marges latérales où le glacier coulant rencontre la roche ou la glace stationnaire. Ces changements ont permis à la glace de glisser en aval si rapidement que la glace plus à l'intérieur des terres n'a pas pu suivre.
Le glacier a pris de la masse d'octobre à janvier alors que la glace a continué à se déplacer vers l'aval pour remplacer la masse perdue. "Ce transport systématique de glace de l'automne au milieu de l'hiver n'avait pas été reconnu auparavant, " a souligné Adhikari.
"La fonte intense telle que nous l'avons vue en 2010 et 2012 est sans précédent, mais il représente le genre de comportement auquel on pourrait s'attendre à l'avenir dans un climat en réchauffement, " Ivins ajouté. "Nous voyons un système en évolution."
La côte du Groenland est parsemée de plus de 50 stations GNET montées sur le substrat rocheux pour suivre les changements sous la surface de la Terre. Le réseau a été installé dans le cadre d'un effort de collaboration entre la National Science Foundation des États-Unis et des partenaires internationaux au Danemark et au Luxembourg. Les chercheurs utilisent les mouvements verticaux de ces stations pour observer comment la plaque tectonique nord-américaine se remet de sa lourde charge de glace de la dernière période glaciaire. Adhikari, Ivins et Larour ont été les premiers à explorer quantitativement l'idée que, dans les bonnes circonstances, les mouvements horizontaux pourraient également révéler comment la masse de glace changeait.
"Ce qui rend notre travail passionnant, c'est que nous identifions essentiellement un nouveau, technique d'observation robuste pour surveiller les processus d'écoulement glaciaire sur des échelles de temps saisonnières ou plus courtes, ", a déclaré Adhikari. Les observations satellitaires existantes n'offrent pas une résolution temporelle ou spatiale suffisante pour le faire.
Les stations GNET ne sont actuellement entretenues par aucune agence. Les scientifiques du JPL ont d'abord repéré le comportement inhabituel de Rink Glacier en examinant s'il y avait des raisons scientifiques de maintenir le réseau en activité.
"Garçon, en avons-nous trouvé un, " dit Ivins.
