Les doctorants de l'UC Davis Cordielyn Goodrich, Andrew Friedrichs et Jasmin McInerney avec Sebastian Lavanchy de l'EPFL et le planeur Storm Petrel sur la glace à côté du brise-glace R/V Araon à la station Jang Bogo en Antarctique en janvier 2019. Crédit :Joe Haxel, OSU/NOAA
Un petit groupe de scientifiques et de doctorants de l'Université de Californie, Davis, récemment revenu de l'Antarctique, où ils sont devenus le premier groupe à collecter des mesures de turbulence à partir d'un planeur sous-marin sous une plate-forme de glace.
Cette collaboration multinationale dirigée par le Korea Polar Research Institute, ou KOPRI, C'était seulement la deuxième fois qu'un planeur était déployé avec succès sous une banquise.
Avec ces données, les scientifiques seront en mesure de mieux comprendre à quelle vitesse les plates-formes de glace fondent et de prévoir comment ces taux changeront dans les futurs scénarios climatiques.
Le planeur, nommé Storm Petrel, est un type de véhicule sous-marin autonome équipé d'ailes. Il a été déployé sous la banquise Nansen le 7 janvier et a refait surface 20 heures plus tard le 8 janvier. Son ensemble de capteurs a permis aux scientifiques de quantifier les flux de chaleur et d'énergie à l'aide d'un système qui, bien que relativement commun en eau libre, n'avait jamais été utilisé de cette façon sous une banquise.
"Il nous a fallu trois ans de développement pour arriver à ces 20 heures, et nous l'avons fait, " a déclaré le chercheur principal Alexander Forrest, professeur assistant à l'UC Davis College of Engineering, qui n'a pas pu se joindre à ce voyage lui-même mais a participé avec son équipe à distance de Davis. "Je suis assez heureux du succès du véhicule, mais surtout de l'incroyable réussite de nos étudiants de l'UC Davis à la tête des opérations."
La frontière gelée
Envoyer un planeur sous-marin sous les banquises de l'Antarctique n'est pas si différent d'envoyer un instrument scientifique dans l'espace. Après une planification et des calculs minutieux, c'est parti, dans le noir, avec des communications occultées jusqu'à ce qu'il refait surface. Dans ces environnements, soit il revient tout seul, soit il ne revient pas du tout.
Sous la banquise, le planeur n'a renvoyé aucun signal à l'équipe pendant 20 heures. Quand il a refait surface, les chercheurs à bord du navire ont été temporairement déconnectés d'Internet. Cela a laissé Forrest - seul à Davis et le surveillant sur son écran d'ordinateur - pour être le seul à voir quand il est arrivé et a crié "Oui!"
En plus du défi d'opérer dans cet environnement extrême, le planeur devait être déployé très précisément dans un panache d'eau "supercool" - une tâche délicate que Forrest compare au vol de Luke Skywalker à travers les tranchées étroites de l'étoile de la mort - afin qu'il puisse être piloté vers le haut, vers le bas, entrer et sortir sans toucher la surface ou le fond de l'océan.
Fait amusant :lorsque l'eau est refroidie très lentement, elle peut rester liquide au-delà de son point de congélation. Pour que cela se produise, il doit être si pur qu'il n'y ait pas de surface sur laquelle des cristaux de glace puissent se développer. C'est ce qu'on appelle de l'eau surfondue. Les scientifiques pourchassaient ce panache car il indique l'emplacement de l'eau de fonte.
"Nous essayons de comprendre la dynamique de ce système et ce que fait ce panache, " Forrest a déclaré. "Ce panache était beaucoup plus élevé dans la colonne d'eau en 2019 par rapport à 2017, ce qui indique qu'il peut y avoir plus d'eau de fonte, ce qui est certainement une cause de préoccupation et devrait faire l'objet d'une enquête plus approfondie. »
étagères de glace, glaciers et élévation du niveau de la mer
Sébastien Lavanchy de l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne et Cordielyn Goodrich de l'UC Davis surplombent les falaises du cap Wheatstone sur la péninsule de Hallett depuis le brise-glace R/V Araon en janvier 2019. Crédit :Jasmin McInerney/UC Davis
Les banquises ont toujours fondu, mais à une époque de réchauffement des environnements polaires, ça va maintenant plus vite. La plupart des fontes se produisent là où la glace rencontre l'océan et passe largement inaperçue - jusqu'à ce qu'une plate-forme de glace s'effondre, un événement de plus en plus fréquent au cours de la dernière décennie.
Contrairement aux banquises, les glaciers sont terrestres. Partout dans les paysages polaires, les glaciers avancent, contribuant directement à l'élévation du niveau de la mer. Les banquises font déjà partie de l'océan, passer constamment de l'état solide à l'état liquide. Les plates-formes de glace ne font pas directement monter le niveau de la mer, mais ils servent à étayer la glace glaciaire sur terre. Quand les étagères de glace tombent, de l'Arctique à l'Antarctique, cet effet stabilisant est perdu, libérant la glace glaciaire pour accélérer son voyage de la terre à l'océan.
« Les modifications de la surface de la glace sont parfois facilement identifiables, mais il est souvent difficile de bien comprendre quels changements se produisent sous la glace, " a déclaré Jasmin McInerney, doctorant à l'UC Davis. "Cela conduit à beaucoup de spéculations à moins que des équipes de robotique comme la nôtre ne soient capables d'atteindre physiquement ces endroits. Avec tant de conséquences de la disparition de la banquise, il est important de se débarrasser d'autant d'inconnues que possible pour estimer quand cela peut se produire."
La plate-forme de glace Nansen est relativement petite par rapport à des systèmes plus grands tels que le Ronne-Filchner, Les plates-formes de glace Ross ou Thwaites. L'équipe internationale, étant dirigé par KOPRI, prévoit d'appliquer les mêmes techniques développées dans ce projet sur la plate-forme de glace Thwaites. Forrest et son équipe prévoient de se joindre pour continuer à développer des outils et des techniques d'observation robotique.
