La Terre est enfin libre de s'élever après des centaines de milliers d'années de suppression des glaces.

Cette, bien sûr, est une déclaration provocatrice, cependant, du point de vue de la Terre, c'est effectivement vrai. L'île aux Pins, Thwaites, Haynes, Glaciers Smith et Kohler, situé dans la baie d'Amundsen de l'Antarctique occidental (voir la carte ci-dessous), ont été les vedettes de nombreux titres alarmants concernant l'accélération de la fonte des glaces, l'effondrement possible de la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental, et l'élévation du niveau de la mer.

Et c'est vrai :la baie d'Amundsen est l'une des régions les plus importantes du monde en termes de fonte des glaces.

Ces glaciers contiennent suffisamment de glace pour couvrir une superficie de la taille du Danemark (43, 000 kilomètres carrés) avec plus de 11 kilomètres de glace, ce qui augmenterait le niveau mondial de la mer de 1,2 mètre s'il fondait d'un seul coup.

Cette énorme quantité de glace a pesé sur la surface de la Terre depuis le début de la dernière période glaciaire, 115, il y a 000 ans. Donc, à quoi peut-on s'attendre lorsqu'il fond et que la pression qu'il exerce s'élève ?

Notre nouvelle étude publiée dans Science a des réponses.

Certaines parties de l'Antarctique occidental s'élèvent

Au sommet de la dernière glaciation, la glace couvrait une zone beaucoup plus grande de la baie d'Amundsen qu'elle ne le fait aujourd'hui, mais il a rétréci pour atteindre sa configuration moderne vers 10, il y a 000 ans, comme le montre la figure ci-dessous.

Depuis, les glaciers de cette région ont été à peu près stables jusqu'à il y a environ 200 ans, quand ils ont commencé à fondre et à reculer. Cela s'est passé lentement au début, mais il y a eu une nette augmentation de la perte de glace depuis 2005.

Notre étude montre que la surface de la Terre, progressivement soulagé du gros fardeau de la glace, augmente enfin et il le fait à un rythme accéléré - jusqu'à 41 millimètres par an en 2014, ce qui est entre quatre et cinq fois plus rapide que prévu.

Le GPS enregistre la montée des terres

Pour voir comment la terre sous la calotte glaciaire réagit à la récente perte de glace, nous avons étudié les données recueillies par des instruments GPS (Global Positioning System) de haute précision placés sur des affleurements rocheux éloignés de l'Antarctique occidental.

Ces capteurs GPS fonctionnent à peu près de la même manière que le GPS de votre téléphone ou de votre voiture, mais ils sont beaucoup plus précis et peuvent mesurer des mouvements de quelques millimètres. Plus important encore, les capteurs GPS mesurent également les mouvements verticaux (comme la montée du substratum rocheux) ainsi que les mouvements horizontaux.

De cette façon, ils peuvent en fait mesurer le soulèvement du sol à mesure que la calotte glaciaire fond.

Une équipe dirigée par le professeur Terry Wilson de l'Ohio State University (OSU), installé les capteurs il y a plus de dix ans, à la fois des stations GPS et des stations sismiques.

Après ce que je dirais être un effort héroïque pour installer et maintenir le réseau de capteurs dans l'un des endroits les moins accessibles de la planète, l'équipe a été récompensée avec des données incroyablement précieuses, qui racontent une histoire incroyable sur la Terre.

Spécifiquement, nous avons découvert une structure terrestre très différente de celle que l'on croyait auparavant sous la calotte glaciaire, qui pousse le substrat rocheux sous la glace à monter plus vite que prévu.

Pourquoi la terre s'élève-t-elle lorsque la glace fond?

Pour expliquer cela, nous devons comprendre le processus par lequel la terre s'élève, connu sous le nom d'ajustement isostatique glaciaire pour lui donner son nom propre.

Une analogie utile est d'imaginer la structure de la Terre sous l'Antarctique comme un matelas à double couche avec un ressort, couche élastique au sommet et une épaisse, mousse à mémoire en dessous.

Comme la glace s'amincit, la terre immédiatement sous la calotte glaciaire revient rapidement en réponse à la perte de poids. C'est comme la couche élastique en haut de votre matelas, qui rebondit lorsque vous sortez du lit. Cette réponse immédiate est appelée rebond élastique.

Deuxièmement, il y a un soulèvement retardé à mesure que le manteau sous le substrat rocheux réagit. Ceci est analogue à la couche de mousse à mémoire de forme plus profonde du matelas. Comme la mousse à mémoire de forme, le manteau "se souvient" de sa charge passée pendant un certain temps avant de revenir lentement à son origine, forme déchargée.

Si le manteau est raide, ce soulèvement retardé, se produit très lentement sur des échelles de temps de plusieurs millénaires ou plus. C'est ce que l'on voit aujourd'hui en Amérique du Nord et en Scandinavie, où la terre continue de s'élever (d'un centimètre par an) pour « effacer » l'empreinte laissée par les vastes calottes glaciaires qui couvraient autrefois l'hémisphère nord lors de la dernière période glaciaire.

Inversement, si le manteau est doux et plein d'eau, il sera beaucoup moins visqueux (c'est-à-dire moins résistant à l'écoulement), et réagira beaucoup plus rapidement à une perte de glace au-dessus. Dans ce cas, la « mémoire » du manteau ne persistera que pendant des décennies, voire des siècles, et le soulèvement dépendra principalement de la perte récente de glace. Plus nous voyons de soulèvement, plus le manteau en dessous est doux.

C'est cette réponse rapide de surface que nous avons maintenant détectée sous l'Antarctique, suggérant la présence d'un manteau mou.

Un manteau plus doux que prévu

Un manteau doux et chaud se trouve généralement dans les zones tectoniques très actives au bord des plaques tectoniques. Et des taux de remontée très rapides, comme celles enregistrées dans notre étude, ne se produisent que là où la glace fond également activement, comme l'Alaska (aussi ici et ici), Islande (aussi ici), et la Patagonie.

Bien que la baie d'Amundsen ne soit pas active sur le plan tectonique, il partage certaines caractéristiques communes avec ces lieux, y compris la présence de volcans et de systèmes de rift. Donc, nous nous attendions à voir un petit rebond retardé (uplift) en plus de la réponse élastique instantanée. Mais ce que nous avons trouvé a dépassé notre imagination la plus folle.

Avec GPS, nous avons mesuré (et continuons de mesurer) un taux de soulèvement jusqu'à cinq fois plus rapide que le rebond élastique, ce qui signifie que le manteau est très doux.

C'est 100 fois moins visqueux qu'en dessous de l'Amérique du Nord, et 10 fois moins visqueux que ce à quoi nous nous attendions.

Implications profondes pour la future projection de l'élévation mondiale du niveau de la mer

Nos résultats ont un certain nombre d'implications importantes pour les scientifiques à étudier plus avant, telles que l'amélioration de notre connaissance de la réponse de la Terre solide aux processus de fonte des glaces en Antarctique, ce qui à son tour est très important pour comprendre l'évolution à long terme du niveau de la mer du cycle glaciaire.

Mais ce sont les implications de la contribution à très court terme à l'élévation du niveau de la mer qui ont attiré l'attention de nombreuses personnes, car la montée du substrat rocheux pourrait ralentir le retrait de la glace et peut-être même protéger la calotte glaciaire de l'effondrement.

Nous n'avons pas encore étudié ces implications et les processus impliqués sont complexes, mais les clarifier améliorera certainement la fiabilité des projections futures d'élévation du niveau de la mer dans la course contre le changement climatique. Nous étudierons cela plus en détail dans le prochain article.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de ScienceNordic, la source de confiance pour les nouvelles scientifiques en anglais des pays nordiques. Lisez l'histoire originale ici.