La terre monte dans une partie de l'Antarctique à l'un des taux les plus rapides jamais enregistrés, à mesure que la glace disparaît rapidement et que le poids est soulevé du substrat rocheux, une nouvelle étude internationale a trouvé.

Les résultats, rapporté dans le journal Science , ont des implications surprenantes et positives pour la survie de la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental (WAIS), que les scientifiques pensaient auparavant qu'elle pourrait être vouée à l'échec en raison des effets du changement climatique.

Le taux étonnamment rapide de la montée de la terre peut augmenter considérablement la stabilité de la calotte glaciaire contre un effondrement catastrophique dû à la perte de glace, disent les scientifiques.

De plus, la montée rapide de la terre dans cette zone affecte également les mesures de gravité, ce qui implique que jusqu'à 10 pour cent de plus de glace a disparu dans cette partie de l'Antarctique qu'on ne le supposait auparavant.

Des chercheurs dirigés par des scientifiques de l'Ohio State University ont utilisé une série de six stations GPS (qui font partie du réseau POLENET-ANET) fixées au substrat rocheux autour de la baie d'Amundsen pour mesurer son élévation en réponse à l'amincissement de la glace.

Le "taux de soulèvement" a été mesuré jusqu'à 41 millimètres (1,6 pouces) par an, dit Terry Wilson, l'un des chefs de file de l'étude et professeur émérite de sciences de la terre à l'Ohio State.

En revanche, des endroits comme l'Islande et l'Alaska, qui ont ce que l'on considère comme des taux de soulèvement rapides, sont généralement mesurés s'élevant de 20 à 30 millimètres par an.

"Le taux d'augmentation que nous avons trouvé est inhabituel et très surprenant. Cela change la donne, ", a déclaré Wilson.

Et cela ne fera que s'accélérer. Les chercheurs estiment que dans 100 ans, les taux de soulèvement sur les sites GPS seront 2,5 à 3,5 fois plus rapides que ceux observés actuellement.

"Ces résultats apportent une contribution importante à notre compréhension de la dynamique du substratum rocheux de la Terre, avec l'amincissement de la glace en Antarctique. La grande quantité d'eau stockée en Antarctique a des implications pour toute la planète, " a déclaré l'auteur principal de l'étude Valentina R. Barletta, qui a commencé ce travail dans l'État de l'Ohio et est maintenant chercheur postdoctoral au National Space Institute (DTU Space) de l'Université technique du Danemark.

"Les nouvelles découvertes soulèvent la nécessité d'améliorer les modèles de glace pour obtenir une image plus précise de ce qui se passera à l'avenir."

Alors que des études de modélisation ont montré que le soulèvement du substrat rocheux pourrait théoriquement protéger le WAIS de l'effondrement, on pensait que le processus prendrait trop de temps pour avoir des effets pratiques.

"Nous pensions auparavant que le soulèvement se produirait sur des milliers d'années à un rythme très lent, pas assez pour avoir un effet stabilisateur sur la calotte glaciaire. Nos résultats suggèrent que l'effet stabilisateur peut ne prendre que des décennies, ", a déclaré Wilson.

Wilson a déclaré que la montée rapide du substratum rocheux dans cette partie de l'Antarctique suggère que la géologie sous-jacente de l'Antarctique est différente de ce que les scientifiques pensaient auparavant.

Sous la couche supérieure solide de la Terre se trouve une couche de roche plus chaude et plus fluide appelée le manteau. La chaleur et la fluidité exactes du manteau varient à travers la planète.

Le soulèvement rapide autour de la baie d'Amundsen suggère que le manteau dans cette zone est plus chaud et plus fluide (ou, comme disent les scientifiques, il a une viscosité plus faible) que prévu, selon Barletta.

Barletta a exécuté une variété de modèles informatiques en utilisant des scénarios de perte de glace au fil du temps dans la région pour expliquer comment un tel soulèvement rapide pourrait se produire aujourd'hui.

Les résultats des modèles de Barletta ont montré que les résultats du GPS aujourd'hui pourraient être mieux expliqués par un manteau à faible viscosité, dit Wilson.

Cela signifierait que le substrat rocheux réagit plus rapidement lorsque le poids de la glace est éliminé, ce qui est exactement ce que les résultats GPS ont montré.

Ces nouvelles mesures d'ajustement isostatique glaciaire (GIA), le terme scientifique pour le soulèvement dû au déchargement de la calotte glaciaire, sont une partie importante d'une histoire plus large sur le sort des calottes glaciaires de l'Antarctique, dit Doug Kowalewski, le directeur du programme des sciences de la Terre en Antarctique au Bureau des programmes polaires (OPP) de la National Science Foundation.

"La réponse GIA observée capturée par le réseau POLENET est d'un ordre de grandeur supérieur à ce que l'on pensait auparavant. Le défi à venir est de coupler les observations GIA avec des modèles de calotte glaciaire, ", a déclaré Kowalewski.

"Ces données seront d'une grande valeur pour la communauté de modélisation qui examine les relations complexes entre GIA, circulation océanique sous la banquise, et ultimement, stabilité de la calotte glaciaire."

Le plus grand effet pratique du soulèvement peut être une rare bonne nouvelle pour ce qui se passe dans cette partie de l'Antarctique en raison du changement climatique, dit Wilson.

La calotte glaciaire de l'Antarctique occidental joue un rôle clé dans l'élévation du niveau de la mer. Les estimations suggèrent que cette calotte glaciaire représente à elle seule un quart de l'élévation mondiale du niveau de la mer qui peut être attribuée à la disparition de la neige et de la glace.

Certains scientifiques suggèrent que le WAIS a peut-être dépassé un point de basculement dans lequel la perte de glace ne peut plus être arrêtée, ce qui pourrait être catastrophique, dit Wilson. Les glaciers là-bas contiennent suffisamment d'eau pour élever le niveau mondial de la mer jusqu'à quatre pieds.

Le problème est qu'une grande partie de cette région de l'Antarctique est en dessous du niveau de la mer. De l'eau de mer relativement chaude s'est écoulée sous le fond de la calotte glaciaire, causant l'amincissement et le déplacement de la ligne de mise à la terre - où l'eau, la glace et la terre solide se rencontrent - plus à l'intérieur des terres.

Le processus semblait imparable, dit Wilson. "Mais nous avons trouvé des retours qui pourraient ralentir ou même arrêter le processus."

Une rétroaction importante concerne les « points d'épinglage—des caractéristiques élevées de la terre s'élevant de la surface sous la ligne de mise à la terre qui épinglent la calotte glaciaire à la terre solide. Ces points d'épinglage montent en réponse au soulèvement de la terre et pourraient empêcher un nouveau recul de la calotte glaciaire.

Un autre retour d'expérience est l'abaissement du niveau de la mer. Les calottes glaciaires massives le long de l'océan ont leur propre attraction gravitationnelle et élèvent le niveau de la mer à proximité. Mais comme la glace s'amincit et recule, l'attraction gravitationnelle diminue et le niveau de la mer près de la côte descend.

"L'abaissement du niveau de la mer, la remontée des points d'ancrage et la diminution de la pente intérieure due au soulèvement du socle rocheux sont autant de rétroactions qui peuvent stabiliser la calotte glaciaire, ", a déclaré Wilson.

D'autres chercheurs avaient estimé de combien la terre devrait s'élever pour protéger le WAIS étant donné une série de scénarios de réchauffement climatique futur.

Les résultats de cette étude estiment que le substrat rocheux de la ligne de mise à la terre du glacier Pine Island (qui fait partie du WAIS) aura augmenté d'environ 8 mètres en 100 ans. C'est environ trois fois plus élevé que les valeurs montrées par d'autres pour réduire le recul dans cette zone.

"Sous de nombreux modèles climatiques réalistes, cela devrait suffire à stabiliser la calotte glaciaire, ", a déclaré Wilson.

Elle a déclaré que bien que cette étude fournisse de bonnes nouvelles potentiellement pour la baie d'Amundsen, cela ne veut pas dire que tout va bien en Antarctique.

"La géographie physique de l'Antarctique est très complexe. Nous avons trouvé des retours potentiellement positifs dans ce domaine, mais d'autres domaines pourraient être différents et avoir des retours négatifs à la place, " dit-elle. Indépendamment des retours, les modèles suggèrent que le WAIS s'effondrera si le futur réchauffement global est important.