Le projet ROSETTA-Ice, une période de trois ans, enquête multi-institutionnelle de collecte de données sur les glaces de l'Antarctique, a rassemblé une vue sans précédent de la plate-forme de glace de Ross, sa structure et son évolution au fil du temps. Dans une étude publiée aujourd'hui dans Géosciences de la nature , les membres de l'équipe ROSETTA-Ice détaillent comment ils ont découvert une ancienne structure géologique qui limite l'écoulement de l'eau de l'océan. La découverte suggère que les courants océaniques locaux pourraient jouer un rôle essentiel dans le recul futur de la banquise.

Les plates-formes de glace sont des étendues massives de glace flottante qui ralentissent l'écoulement de la glace antarctique dans l'océan. ROSETTA-Ice a collecté des données sur le massif de Ross Ice Shelf, ce qui aide à ralentir le flux d'environ 20 pour cent de la glace au sol de l'Antarctique dans l'océan, ce qui équivaut à 38 pieds d'élévation du niveau de la mer dans le monde. La glace de l'Antarctique fond déjà à un rythme accéléré. Prédire comment la banquise changera à mesure que la planète continue de se réchauffer nécessite de comprendre les façons complexes dont la glace, océan, l'atmosphère et la géologie interagissent.

Pour mieux comprendre ces processus, l'équipe multidisciplinaire ROSETTA-Ice a approché la plate-forme de glace de Ross comme des explorateurs visitant une nouvelle planète pour la première fois. L'équipe a été confrontée au défi majeur de la collecte des données d'une région de la taille de l'Espagne, et où la glace qui a souvent plus de mille pieds d'épaisseur empêche les relevés des fonds marins plus traditionnels à bord des navires. La solution était IcePod, un système unique en son genre conçu pour collecter des données à haute résolution dans les régions polaires. IcePod a été développé à l'observatoire terrestre de Lamont-Doherty de l'Université Columbia et monté sur un avion cargo. Ses instruments mesurent la hauteur de la banquise, épaisseur et structure interne, et le signal magnétique et gravimétrique de la roche sous-jacente.

Chaque fois que l'équipe survolait la banquise, le magnétomètre de l'IcePod (qui mesure le champ magnétique terrestre) a montré un signal plat et presque immuable. C'est-à-dire, jusqu'à la moitié de la banquise, quand l'instrument s'anima, affichant de grandes variations, un peu comme le rythme cardiaque sur un cardiogramme. Lorsque l'équipe a cartographié ses résultats, il est devenu clair que ce "battement de coeur" apparaissait toujours au milieu de la banquise, identifiant un segment non cartographié auparavant de la frontière géologique entre l'Antarctique oriental et l'Antarctique occidental.

L'équipe a ensuite utilisé les mesures du champ de gravité terrestre d'IcePod pour modéliser la forme du fond marin sous la banquise. "Nous pouvions voir que la limite géologique rendait le fond marin du côté est de l'Antarctique beaucoup plus profond qu'à l'ouest, et qui affecte la façon dont l'eau de l'océan circule sous la banquise, " a expliqué Kirsty Tinto, le chercheur scientifique de Lamont qui a dirigé les trois expéditions sur le terrain et est l'auteur principal de l'étude.

Grâce à la nouvelle carte des fonds marins sous la banquise, l'équipe a exécuté un modèle de circulation océanique et de son effet sur la fonte de la banquise. Par rapport à la mer d'Amundsen à l'est, où l'eau chaude traverse le plateau continental pour provoquer une fonte rapide des plateaux de glace, peu d'eau chaude atteint la plate-forme de glace de Ross. Dans la mer de Ross, la chaleur de l'océan profond est évacuée par l'atmosphère froide de l'hiver dans une région d'eau libre, appelé la Polynie du plateau de Ross, avant de couler sous la banquise. Le modèle a montré que cette eau froide fait fondre des parties plus profondes des glaciers de l'Antarctique oriental, mais il est éloigné du côté ouest de l'Antarctique par le changement de profondeur à l'ancienne limite tectonique.

Dans une tournure surprise, cependant, l'équipe a découvert que la polynie contribue également à une région de fonte estivale intense le long du bord d'attaque de la banquise. Cette fonte a été confirmée par les images radar de la structure interne de la banquise. « Nous avons constaté que la perte de glace de la plate-forme de glace de Ross et l'écoulement de la glace au sol adjacente sont sensibles aux changements de processus le long du front de glace, comme un réchauffement estival accru si la glace de mer ou les nuages ​​diminuent, " a déclaré Laurie Padman, co-auteur et scientifique principal à Earth and Space Research.

Globalement, les résultats indiquent que les modèles utilisés pour prédire la perte de glace en Antarctique dans les climats futurs doivent tenir compte de l'évolution des conditions locales près du front de glace, pas seulement les changements à grande échelle dans la circulation des eaux profondes chaudes. "Nous avons découvert que ce sont ces processus locaux que nous devons comprendre pour faire de bonnes prédictions, " dit Tinto.