Il a été constaté que le remplissage et le drainage des lacs d'eau de fonte provoquent la flexion d'une plate-forme de glace flottante de l'Antarctique, menaçant potentiellement sa stabilité.

Une équipe de chercheurs britanniques et américains, co-dirigé par l'Université de Cambridge, a mesuré à quel point la plate-forme de glace McMurdo en Antarctique fléchit en réponse au remplissage et au drainage des lacs d'eau de fonte à sa surface. Ce type de flexion avait été supposé auparavant et simulé par des modèles informatiques, mais c'est la première fois que le phénomène est mesuré sur le terrain. Les résultats sont publiés dans le journal Communication Nature .

Les résultats démontrent un lien entre la fonte de la surface et l'affaiblissement des plates-formes glaciaires de l'Antarctique et soutiennent l'idée que la récente rupture de la plate-forme glaciaire autour de la péninsule antarctique pourrait avoir été déclenchée, au moins en partie, par de grandes quantités d'eau de fonte de surface produite en réponse au réchauffement atmosphérique.

Alors que le climat continue de se réchauffer, de plus en plus de plates-formes de glace peuvent devenir sensibles à la flexion, fracture et rupture au cours du siècle à venir.

La majeure partie du continent antarctique est couverte par la calotte glaciaire antarctique, qui mesure jusqu'à quatre kilomètres d'épaisseur et contient suffisamment de glace pour élever le niveau mondial de la mer d'environ 58 mètres. Sur la majeure partie du continent et pendant la majeure partie de l'année, les températures de l'air sont bien en dessous de zéro et la surface de la glace reste gelée. Mais environ 75 % de la calotte glaciaire est bordée de plates-formes de glace flottantes, qui ont jusqu'à un kilomètre d'épaisseur, principalement au-dessous du niveau de la mer, mais avec des dizaines de mètres de leur hauteur totale dépassant au-dessus de l'eau. Dans les mois d'été, lorsque la température de l'air dépasse le point de congélation, les surfaces de ces plates-formes de glace sont susceptibles de fondre.

« L'eau de surface sur les banquises est connue depuis longtemps, " a déclaré le co-auteur, le Dr Ian Willis du Scott Polar Research Institute de Cambridge. " Il y a plus de 100 ans, des membres de l'équipe Nimrod de Shackleton et de l'équipe du Northern Party de l'expédition antarctique britannique de Scott ont cartographié et enregistré l'eau sur la plate-forme de glace Nansen, à environ 300 kilomètres de l'endroit où nous avons fait notre étude sur la plate-forme de glace McMurdo. Depuis quelques décennies, il a également été possible de voir de l'eau de fonte de surface généralisée se former sur de nombreuses plates-formes de glace chaque été à partir d'images satellite. »

Ce qui n'est pas entièrement connu, c'est dans quelle mesure les eaux de surface pourraient déstabiliser une banquise, surtout pendant les étés plus chauds lorsque plus d'eau de fonte est produite. Si la pente de la banquise est suffisamment raide, l'eau peut s'écouler de la banquise vers l'océan dans les grandes rivières de surface, atténuer toute instabilité potentielle.

Le danger survient si l'eau s'accumule dans les dépressions de surface de la banquise pour former de grands lacs. Le poids supplémentaire de l'eau va pousser sur la glace flottante, l'amenant à s'enfoncer un peu plus dans la mer. Au bord du lac, la glace fléchira vers le haut pour compenser. "Si le lac se vide alors, la banquise va maintenant se replier, s'élevant là où était le lac, s'enfoncer sur le bord, " a déclaré l'auteur principal, le Dr Alison Banwell, également de SPRI. "C'est ce remplissage et ce drainage des lacs qui font fléchir la banquise, et si les contraintes sont suffisamment importantes, des fractures peuvent également se développer."

Banwell et son co-auteur, le professeur Doug MacAyeal de l'Université de Chicago, avaient précédemment suggéré que le remplissage et le drainage de centaines de lacs auraient pu conduire à la rupture catastrophique de la plate-forme de glace Larsen B en 2002 lorsque 3, 250 kilomètres carrés de glace ont été perdus en quelques jours.

« Nous avions pu modéliser la désintégration rapide de cette plate-forme glaciaire via notre mécanisme de fracture induit par le chargement d'eau de fonte, " dit Banwell. " Cependant, le problème était que personne n'avait réellement mesuré la flexion et la fracture de la banquise sur le terrain, et nous n'avons donc pas été en mesure de contraindre complètement les paramètres dans notre modèle. C'est en partie pourquoi nous avons essayé de mesurer le processus sur la banquise McMurdo."

À l'aide d'hélicoptères, machines à neige et leurs propres deux pieds, les chercheurs ont mis en place une série de capteurs de pression pour surveiller la montée et la chute des niveaux d'eau dans des dépressions qui se sont remplies pour devenir des lacs, et des récepteurs GPS pour mesurer les petits mouvements verticaux de la banquise.

"C'était beaucoup de travail pour obtenir les données, mais ils révèlent une histoire fascinante, " a déclaré MacAyeal. " La majeure partie du signal GPS est due aux marées océaniques, qui déplacent la banquise flottante de haut en bas de plusieurs mètres deux fois par jour. Mais lorsque nous avons supprimé ce signal de marée, nous avons trouvé des récepteurs GPS déplacés vers le bas, puis d'environ un mètre en quelques semaines alors que d'autres, à quelques centaines de mètres, à peine bougé. Ceux qui descendaient puis montaient le plus étaient situés là où les lacs se remplissaient et se vidaient, et il y avait relativement peu d'éloignement des lacs. C'est ce mouvement vertical différentiel qui montre que la banquise fléchit. Nous avions anticipé ce résultat, mais c'était très bien quand nous l'avons trouvé."

L'équipe espère que leur travail incitera d'autres personnes à rechercher des preuves de flexion et de fracture sur d'autres plates-formes de glace autour de l'Antarctique. Leurs travaux aideront également à développer des modèles à l'échelle de la calotte glaciaire qui pourraient être utilisés pour prédire la stabilité des plates-formes glaciaires à l'avenir et pour comprendre les contrôles de la taille des plates-formes glaciaires, car ils agissent comme des tampons contre la glace en mouvement rapide du continent. Au fur et à mesure que les plateaux de glace rétrécissent, les glaciers et les ruisseaux de glace derrière eux s'écoulent plus rapidement vers l'océan, contribuant à l'élévation du niveau de la mer dans le monde.