Les vents qui soufflent sur les dunes de neige sur la plate-forme de glace de Ross en Antarctique font vibrer la surface de la plaque de glace massive, produire un ensemble quasi constant de « tons » sismiques que les scientifiques pourraient potentiellement utiliser pour surveiller à distance les changements dans la banquise, selon de nouvelles recherches.

La plate-forme de glace de Ross est la plus grande plate-forme de glace de l'Antarctique, une plaque de glace glaciaire de la taille du Texas alimentée par l'intérieur du continent glacé qui flotte au sommet de l'océan Austral. La plate-forme de glace soutient les calottes glaciaires adjacentes sur le continent de l'Antarctique, empêcher l'écoulement de la glace de la terre vers l'eau, comme un bouchon dans une bouteille.

Quand les banquises s'effondrent, la glace peut s'écouler plus rapidement de la terre vers la mer, qui peut faire monter le niveau de la mer. Les plates-formes de glace dans tout l'Antarctique se sont amincies, et dans certains cas, la rupture ou la retraite, en raison de la hausse des températures de l'océan et de l'air. Des observations antérieures ont montré que les plates-formes glaciaires de l'Antarctique peuvent s'effondrer soudainement et sans signes avant-coureurs évidents, ce qui s'est produit lorsque la plate-forme de glace Larsen B sur la péninsule antarctique s'est brusquement effondrée en 2002.

Pour mieux comprendre les propriétés physiques de la plate-forme de glace de Ross, les chercheurs ont enterré 34 capteurs sismiques extrêmement sensibles sous sa surface enneigée. Les capteurs ont permis aux chercheurs de surveiller les vibrations de la banquise et d'étudier sa structure et ses mouvements pendant plus de deux ans, de fin 2014 à début 2017.

Les plateaux de glace sont recouverts d'épaisses couvertures de neige, souvent plusieurs mètres de profondeur, qui sont surmontés de dunes de neige massives, comme des dunes de sable dans un désert. Cette couche de neige agit comme un manteau de fourrure pour la glace sous-jacente, isoler la glace ci-dessous du chauffage et même de la fonte lorsque les températures augmentent.

Lorsque les chercheurs ont commencé à analyser les données sismiques sur la plate-forme de Ross, ils remarquèrent quelque chose d'étrange :son manteau de fourrure vibrait presque constamment.

Quand ils ont regardé de plus près les données, ils ont découvert que les vents fouettant les dunes de neige massives faisaient gronder la couverture de neige de la calotte glaciaire, comme le martèlement d'un tambour colossal. Écoutez la "chanson" de la calotte glaciaire ici.

Ils ont également remarqué que la hauteur de ce bourdonnement sismique changeait lorsque les conditions météorologiques modifiaient la surface de la couche de neige. Ils ont découvert que la glace vibrait à différentes fréquences lorsque de fortes tempêtes réarrangeaient les dunes de neige ou lorsque les températures de l'air à la surface montaient ou descendaient, ce qui a changé la vitesse à laquelle les ondes sismiques ont traversé la neige.

"C'est un peu comme si tu soufflais dans une flûte, constamment, sur la banquise, " dit Julien Chaput, géophysicien et mathématicien à la Colorado State University à Fort Collins et auteur principal de la nouvelle étude publiée aujourd'hui dans Lettres de recherche géophysique , un journal de l'American Geophysical Union.

Tout comme les musiciens peuvent changer la hauteur d'une note sur une flûte en modifiant les trous à travers lesquels l'air circule ou la vitesse à laquelle il circule, les conditions météorologiques sur la banquise peuvent modifier la fréquence de ses vibrations en modifiant sa topographie en forme de dunes, selon Chaput.

"Soit vous modifiez la vitesse de la neige en la chauffant ou en la refroidissant, ou vous changez où vous soufflez sur la flûte, en ajoutant ou en détruisant des dunes, " dit-il. " Et ce sont essentiellement les deux effets de forçage que nous pouvons observer. "

Le bourdonnement est trop faible en fréquence pour être audible à l'oreille humaine, mais les nouvelles découvertes suggèrent que les scientifiques pourraient utiliser des stations sismiques pour surveiller en permanence les conditions sur les plates-formes glaciaires en temps quasi réel. L'étude des vibrations de la veste de neige isolante d'une banquise pourrait donner aux scientifiques une idée de la façon dont elle réagit aux conditions climatiques changeantes, selon Douglas MacAyeal, un glaciologue de l'Université de Chicago qui n'était pas lié à la nouvelle étude mais a écrit un commentaire sur les résultats également publiés aujourd'hui dans Lettres de recherche géophysique .

Des changements dans le bourdonnement sismique de la banquise pourraient indiquer si des étangs de fonte ou des fissures dans la glace se forment, ce qui pourrait indiquer si la banquise est susceptible de se briser.

"La réponse de la banquise nous dit que nous pouvons suivre des détails extrêmement sensibles à son sujet, " dit Chaput. " En gros, ce que nous avons entre les mains, c'est un outil de surveillance de l'environnement, vraiment. Et son impact sur la banquise."