L'océan qui entoure l'Antarctique joue un rôle crucial dans la régulation du bilan massique de la couverture glaciaire du continent. On sait désormais que l'amincissement des glaces qui affecte près d'un quart de la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental est clairement lié à l'océan.

Le lien entre l'océan Austral et la calotte glaciaire de l'Antarctique se trouve dans les plates-formes de glace - des plaques massives de glace glaciaire, plusieurs centaines de mètres d'épaisseur, qui flottent sur l'océan. Les plates-formes de glace se frottent contre les côtes et les îles et renforcent l'écoulement de la glace au sol. Quand l'océan érode les banquises par en dessous, cette action de soutien est réduite.

Alors que certaines plates-formes de glace s'amincissent rapidement, d'autres restent stables, et la clé pour comprendre ces différences réside dans les océans cachés sous les plateaux de glace. Nos recherches récemment publiées explorent les processus océaniques qui entraînent la fonte de la plus grande plate-forme de glace du monde. Cela montre qu'un processus souvent négligé entraîne une fonte rapide d'une partie clé de l'étagère.

Empreintes océaniques sur la fonte des calottes glaciaires

La perte rapide de glace de l'Antarctique est fréquemment liée aux eaux profondes circumpolaires (CDW). Cette masse d'eau relativement chaude (+1C) et salée, qui se trouve à des profondeurs inférieures à 300 mètres autour de l'Antarctique, peut entraîner une fusion rapide. Par exemple, dans le sud-est du Pacifique, le long de la côte de la mer d'Amundsen en Antarctique occidental, CDW traverse le plateau continental dans des canaux profonds et pénètre dans les cavités du plateau glaciaire, entraînant une fonte et un amincissement rapides.

De façon intéressante, toutes les banquises ne fondent pas rapidement. Les plus grandes banquises, dont les vastes banquises Ross et Filchner-Ronne, apparaissent proches de l'équilibre. Ils sont en grande partie isolés des CDW par les eaux froides qui les entourent.

Les effets contrastés du CDW et des eaux froides du plateau continental, combinés à leur distribution, expliquent en grande partie la variabilité de la fonte que nous observons aujourd'hui autour de l'Antarctique. Mais malgré les efforts continus pour sonder les cavités de la banquise, ces mers cachées restent parmi les parties les moins explorées des océans de la Terre.

C'est dans ce contexte que notre recherche explore un nouvel ensemble de données durement gagnées d'observations océanographiques et de taux de fonte de la plus grande plate-forme de glace du monde.

Sous la plate-forme de glace Ross

En 2011, nous avons utilisé un trou de forage de 260 mètres de profondeur qui avait été fondu dans le coin nord-ouest de la plate-forme de glace de Ross, à sept kilomètres du large, pour déployer des instruments qui surveillent les conditions océaniques et les taux de fonte sous la glace. Les instruments sont restés en place pendant quatre ans.

Les observations ont montré que loin d'être une mare calme, les conditions sous la banquise changent constamment. La température de l'eau, la salinité et les courants suivent un cycle saisonnier fort, ce qui suggère que l'eau de surface chaude du nord du front glaciaire est attirée vers le sud dans la cavité pendant l'été.

Les taux de fonte au site d'amarrage sont en moyenne de 1,8 mètre par an. Bien que ce taux soit bien inférieur à celui des plates-formes glaciaires touchées par le CDW chaud, il est dix fois plus élevé que le taux moyen de la plate-forme de glace de Ross. Une forte variabilité saisonnière du taux de fonte suggère que ce point chaud de fonte est lié à l'afflux estival.

Pour évaluer l'ampleur de cet effet, nous avons utilisé un radar de haute précision pour cartographier les taux de fonte basale dans une région d'environ 8, 000 kilomètres carrés autour du site d'amarrage. Des observations minutieuses sur environ 80 sites nous ont permis de mesurer le mouvement vertical de la base de glace et des couches internes à l'intérieur de la banquise sur un intervalle d'un an. Nous avons alors pu déterminer dans quelle mesure l'amincissement était causé par la fonte basale.

La fonte a été la plus rapide près du front glaciaire où nous avons observé des taux de fonte à court terme allant jusqu'à 15 centimètres par jour, plusieurs ordres de grandeur supérieurs au taux moyen de la plate-forme glaciaire. Taux de fonte réduits avec l'éloignement du front glaciaire, mais la fonte rapide s'est étendue bien au-delà du site d'amarrage. La fonte de la région d'étude a représenté environ 20 % du total de l'ensemble de la plate-forme glaciaire.

La plus grande image

Pourquoi cette région du plateau fond tellement plus vite qu'ailleurs ? Comme c'est souvent le cas dans l'océan, il semble que les vents jouent un rôle clé.

En hiver et au printemps, de forts vents catabatiques balaient l'ouest de la plate-forme glaciaire de Ross et chassent la glace de mer de la côte. Cela conduit à la formation d'une zone exempte de glace de mer, une polynie, où l'océan est exposé à l'atmosphère. Pendant l'hiver, cette zone d'océan ouvert se refroidit rapidement et la glace de mer se développe. Mais au printemps et en été, la surface sombre de l'océan absorbe la chaleur du soleil et se réchauffe, formant une piscine de surface chaude avec suffisamment de chaleur pour entraîner la fonte observée.

Bien que les taux de fonte que nous observons soient bien inférieurs à ceux observés sur les plates-formes glaciaires influencées par le CDW, les observations suggèrent que pour la plate-forme de glace de Ross, la chaleur de surface est importante.

Étant donné que cette chaleur est étroitement liée au climat de surface, il est probable que les réductions prévues de la glace de mer au cours du siècle à venir augmenteront les taux de fonte basale. Alors que la fonte rapide que nous avons observée est actuellement compensée par l'afflux de glace, les modèles de glacier montrent qu'il s'agit d'une région structurellement critique où la plate-forme de glace est plaquée contre l'île de Ross. Toute augmentation des taux de fonte pourrait réduire le renforcement de l'île de Ross, augmenter le rejet de glace terrestre, et finalement augmenter le niveau de la mer.

Bien qu'il y ait encore beaucoup à apprendre sur ces processus, et d'autres surprises sont certaines, une chose est claire. L'océan joue un rôle clé dans la dynamique de la calotte glaciaire de l'Antarctique et pour comprendre la stabilité de la calotte glaciaire, nous devons nous tourner vers l'océan.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.