Une étude de la NASA basée sur une technique innovante pour analyser des torrents de données satellitaires fournit l'image la plus claire à ce jour des changements dans l'écoulement de la glace antarctique dans l'océan. Les résultats confirment l'accélération des pertes de glace de la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental et révèlent des débits étonnamment stables de son voisin beaucoup plus grand à l'est.

La technique de vision par ordinateur a analysé les données de centaines de milliers de systèmes NASA-U.S. Geological Survey Images satellite Landsat pour produire une image de haute précision des changements dans le mouvement de la calotte glaciaire.

Les nouveaux travaux fournissent une base de référence pour la mesure future des changements de glace en Antarctique et peuvent être utilisés pour valider les modèles numériques de calotte glaciaire qui sont nécessaires pour faire des projections du niveau de la mer. Il ouvre également la porte à un traitement plus rapide de quantités massives de données.

"Nous entrons dans une nouvelle ère, " a déclaré l'auteur principal de l'étude, chercheur en cryosphérique Alex Gardner du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie. "Quand j'ai commencé à travailler sur ce projet il y a trois ans, il y avait une seule carte d'écoulement de la calotte glaciaire qui a été faite à partir de données recueillies sur 10 ans, et c'était révolutionnaire quand il a été publié en 2011. Maintenant, nous pouvons cartographier l'écoulement glaciaire sur presque tout le continent, chaque année. Avec ces nouvelles données, nous pouvons commencer à démêler les mécanismes par lesquels l'écoulement glaciaire accélère ou ralentit en réponse à l'évolution des conditions environnementales."

L'approche innovante de Gardner et de son équipe internationale de scientifiques confirme largement les découvertes antérieures, mais avec quelques rebondissements inattendus.

Parmi les plus significatives :une accélération non mesurée auparavant de l'écoulement glaciaire dans la plate-forme glaciaire Getz de l'Antarctique, sur la partie sud-ouest du continent, probablement en raison de l'amincissement de la banquise.

Accélérer à l'ouest, flux constant à l'est

La recherche, publié dans la revue La cryosphère , a également identifié l'accélération la plus rapide des glaciers antarctiques au cours de la période d'étude de sept ans. Les glaciers alimentant la baie Marguerite, dans l'ouest de la péninsule Antarctique, augmenté leur débit de 1, 300 à 2, 600 pieds (400 à 800 mètres) par an, probablement en réponse au réchauffement des océans.

Peut-être la plus grande découverte de l'équipe de recherche, cependant, était le flux constant de la calotte glaciaire de l'Antarctique oriental. Pendant la période d'étude, de 2008 à 2015, la nappe n'a eu pratiquement aucun changement dans son taux de décharge de glace - l'écoulement de la glace dans l'océan. Alors que des recherches antérieures ont déduit un niveau élevé de stabilité de la calotte glaciaire sur la base de mesures de volume et de changement gravitationnel, l'absence de tout changement significatif dans le débit de glace n'avait jamais été mesurée directement.

L'étude a également confirmé que le flux des glaciers Thwaites et Pine Island de l'Antarctique occidental dans l'océan continue de s'accélérer, bien que le taux d'accélération ralentisse.

Dans tout, l'étude a révélé une décharge globale de glace pour le continent antarctique de 1, 929 gigatonnes par an en 2015, avec une incertitude de plus ou moins 40 gigatonnes. Cela représente une augmentation de 36 gigatonnes par an, plus ou moins 15, depuis 2008. Une gigatonne équivaut à un milliard de tonnes.

L'étude a révélé que l'écoulement glaciaire de l'Antarctique occidental—le secteur de la mer d'Amundsen, la plate-forme de glace Getz et la baie Marguerite dans l'ouest de la péninsule antarctique ont représenté 89 % de l'augmentation.

Vision par ordinateur

L'équipe scientifique a développé un logiciel qui a traité des centaines de milliers de paires d'images du mouvement des glaciers de l'Antarctique à partir des Landsats 7 et 8, capturé de 2013 à 2015.

Celles-ci ont été comparées à des mesures satellites radar antérieures de l'écoulement glaciaire pour révéler les changements depuis 2008.

"Nous appliquons des techniques de vision par ordinateur qui nous permettent de rechercher rapidement des caractéristiques correspondantes entre deux images, révélant des modèles complexes de mouvement de surface, " a déclaré Gardner.

Au lieu que les chercheurs comparent de petits ensembles d'images de très haute qualité d'une région limitée pour rechercher des changements subtils, la nouveauté du nouveau logiciel est qu'il peut suivre des caractéristiques sur des centaines de milliers d'images par an, même celles de qualité variable ou masquées par des nuages, sur un continent entier.

« Nous pouvons désormais générer automatiquement des cartes de l'écoulement glaciaire chaque année - une année entière - pour voir ce que fait l'ensemble du continent, " a déclaré Gardner.

La nouvelle base de référence de l'Antarctique devrait aider les modélisateurs de la calotte glaciaire à mieux estimer la contribution du continent à l'élévation future du niveau de la mer.

"Nous pourrons utiliser ces informations pour cibler des campagnes de terrain, et comprendre les processus à l'origine de ces changements, " a déclaré Gardner. " Au cours de la prochaine décennie, tout cela va conduire à une amélioration rapide de notre connaissance de la façon dont les calottes glaciaires réagissent aux changements des conditions océaniques et atmosphériques, connaissances qui aideront finalement à éclairer les projections du changement du niveau de la mer. »