Construit à partir d'un quart de siècle de données satellitaires, une nouvelle carte de la vitesse de la glace en Antarctique par des glaciologues de l'Université de Californie, Le Jet Propulsion Laboratory d'Irvine et de la NASA est le plus précis jamais créé.

Publié aujourd'hui dans un article de la revue American Geophysical Union Lettres de recherche géophysique , la carte est 10 fois plus précise que les rendus précédents, couvrant plus de 80 pour cent du continent.

"En utilisant tout le potentiel des signaux de phase interférométriques des radars satellites à ouverture synthétique, nous avons réalisé un bond en avant dans la description de l'écoulement glaciaire en Antarctique, " a déclaré l'auteur principal Jérémie Mouginot, Chercheur associé UCI en science du système Terre. "Cette représentation plus détaillée permettra d'améliorer notre compréhension du comportement de la glace sous stress climatique sur une plus grande partie du continent, plus au sud, et permettra d'améliorer les projections de l'élévation du niveau de la mer grâce à des modèles numériques."

Pour tracer le mouvement des calottes glaciaires à la surface de l'énorme masse terrestre, les chercheurs ont combiné les contributions de six missions satellitaires :Radarsat-1 et Radarsat-2 de l'Agence spatiale canadienne; les satellites de télédétection de la Terre 1 et 2 de l'Agence spatiale européenne et Envisat ASAR; et l'ALOS PALSAR-1 de l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale.

Alors que les données étaient réparties sur 25 ans, le rythme de la collecte de signaux s'est accéléré au cours de la dernière décennie, alors que davantage de ressources ont été déployées en orbite terrestre. En tant que coordinateur scientifique de la calotte glaciaire au sein du groupe de travail sur l'espace polaire de l'Organisation météorologique mondiale, co-auteur Bernd Scheuchl, Chercheur associé de projet UCI en science du système Terre, était chargé d'acquérir les données pertinentes auprès des différentes agences spatiales internationales.

Les efforts de cartographie précédents reposaient fortement sur les méthodes de « recherche de caractéristiques » et de « suivi du chatoiement », qui détectent le mouvement subtil des parcelles de glace sur le sol au fil du temps ; cette approche s'est avérée efficace pour estimer la vitesse d'écoulement de la glace. Pour mesurer un mouvement nettement plus lent de la calotte glaciaire dans les vastes régions intérieures, l'équipe de l'UCI a complété ces techniques par l'interférométrie de phase radar à synthèse d'ouverture, qui détecte le mouvement subtil des réflecteurs naturels des signaux radar dans la neige/glace indépendamment de la taille de la parcelle de glace éclairée par le radar.

"La phase interférométrique des données SAR mesure le signal de déformation de la glace avec une précision allant jusqu'à deux ordres de grandeur mieux que le suivi du speckle, " a déclaré Mouginot. " Un inconvénient est qu'il nécessite beaucoup plus de données, à savoir plusieurs passages à différents angles sur le même point au sol - un problème qui a été résolu par un consortium d'agences spatiales internationales pointant des engins spatiaux de surveillance de la Terre vers cette partie du monde. »

L'équipe a pu composer une carte qui résout le mouvement de la glace à un niveau de 20 centimètres (un peu plus d'un demi-pied) par an en vitesse et 5 degrés dans la direction du flux annuel pour plus de 70 pour cent de l'Antarctique. C'est la première fois qu'une cartographie de haute précision des zones intérieures est réalisée.

"Ce produit aidera les climatologues à atteindre un certain nombre d'objectifs, comme une meilleure détermination des limites entre les glaciers et une évaluation approfondie des modèles climatiques atmosphériques régionaux sur l'ensemble du continent, " a déclaré le co-auteur Eric Rignot, président et professeur Donald Bren de science du système terrestre à l'UCI et chercheur principal au JPL.

"Cela aidera également à localiser les sites les plus prometteurs pour le forage de carottes de glace afin d'extraire des enregistrements climatiques et à examiner le bilan massique de l'Antarctique au-delà de sa périphérie."

Il a dit qu'il attendait avec impatience le satellite commun de la NASA et de l'Organisation indienne de recherche spatiale, lancement fin 2021, qui sera la première mission SAR en mode interférométrique conçue pour regarder uniquement vers le pôle Sud. Le vaisseau spatial fournira une vue d'un océan à l'autre de l'Antarctique tous les 12 jours.

"Nous pourrons collecter suffisamment de données de phase de qualité au-dessus de l'Antarctique pour générer des mises à jour de la carte que nous venons de créer en un ou deux mois au lieu d'une ou deux décennies, " dit Rignot. " Avec ce niveau de précision dans les régions intérieures, nous serons en mesure de reconstruire des détails spatiaux à haute résolution dans la topographie du lit sous la glace grâce à des techniques d'inversion sur des zones beaucoup plus larges que lors des tentatives précédentes, ce qui est essentiel pour améliorer les modèles de calotte glaciaire et les projections de l'élévation du niveau de la mer depuis l'Antarctique."

La nouvelle carte de la vitesse de la glace en Antarctique et les ensembles de données connexes sont disponibles en téléchargement au NASA Distributed Active Archive Center au National Snow &Ice Data Center.