La calotte glaciaire de l'Antarctique s'étend sur près de deux fois la superficie des États-Unis contigus, et sa frontière terrestre est renforcée par des massifs, des plates-formes de glace flottantes s'étendant sur des centaines de kilomètres au-dessus des eaux glaciales de l'océan Austral. Lorsque ces plates-formes de glace s'effondrent dans l'océan, ils exposent d'imposantes falaises de glace le long du bord de l'Antarctique.

Les scientifiques ont supposé que les falaises de glace de plus de 90 mètres (environ la hauteur de la Statue de la Liberté) s'effondreraient rapidement sous leur propre poids, contribuant à plus de 6 pieds d'élévation du niveau de la mer d'ici la fin du siècle, suffisamment pour inonder complètement Boston et d'autres villes côtières. Mais maintenant, les chercheurs du MIT ont découvert que cette prédiction particulière peut être surestimée.

Dans un article publié aujourd'hui dans Lettres de recherche géophysique , l'équipe rapporte que pour qu'une falaise de glace de 90 mètres s'effondre complètement, les banquises supportant la falaise devraient se briser extrêmement rapidement, en quelques heures - un taux de perte de glace qui n'a pas été observé dans les archives modernes.

"Les banquises ont environ un kilomètre d'épaisseur, et certains sont de la taille du Texas, ", déclare Fiona Clerc, étudiante diplômée du MIT. "Pour aborder les défaillances catastrophiques de très hautes falaises de glace, vous auriez à retirer ces étagères de glace en quelques heures, ce qui semble peu probable, quel que soit le scénario du changement climatique."

Si une plate-forme de glace de support venait à fondre sur une longue période de jours ou de semaines, plutôt que des heures, les chercheurs ont découvert que la falaise de glace restante ne se fissurerait pas et ne s'effondrerait pas soudainement sous son propre poids, mais au lieu de cela coulerait lentement, comme une montagne de miel froid qui a été libéré d'un barrage.

"Le pire scénario actuel d'élévation du niveau de la mer depuis l'Antarctique est basé sur l'idée que des falaises de plus de 90 mètres échoueraient de manière catastrophique, " Brent Minchew, professeur assistant au Département de la Terre du MIT, Sciences atmosphériques et planétaires. "Nous disons ce scénario, basé sur l'échec de la falaise, ne va probablement pas jouer. C'est quelque chose d'une doublure argentée. Cela dit, nous devons faire attention à ne pas pousser un soupir de soulagement. Il existe de nombreuses autres façons d'obtenir une élévation rapide du niveau de la mer. »

Clerc est l'auteur principal du nouveau document, avec Minchew, et Mark Behn du Boston College.

Comportement idiot ressemblant à du mastic

Dans un climat qui se réchauffe, alors que les banquises de l'Antarctique s'effondrent dans l'océan, ils exposent d'imposantes falaises de glace au sol, ou de la glace sur terre. Sans le soutien des plates-formes de glace, les scientifiques ont supposé que les très hautes falaises de glace du continent s'effondreraient, vêlant dans l'océan, pour exposer des falaises encore plus hautes plus à l'intérieur des terres, qui eux-mêmes échoueraient et s'effondraient, initier une retraite de la calotte glaciaire.

Aujourd'hui, il n'y a pas de falaises de glace sur Terre de plus de 90 mètres de haut, et les scientifiques ont supposé que c'était parce que des falaises plus hautes que cela seraient incapables de supporter leur propre poids.

Clerc, Minou, et Behn a pris cette hypothèse, se demandant si et dans quelles conditions des falaises de glace de 90 mètres et plus s'effondreraient physiquement. Pour répondre à cela, ils ont développé une simulation simple d'un bloc de glace rectangulaire pour représenter une calotte glaciaire idéalisée (glace au-dessus de la terre) soutenue initialement par une plate-forme de glace de même hauteur (glace au-dessus de l'eau). Ils ont fait avancer la simulation en rétrécissant la plate-forme de glace à des rythmes différents et en voyant comment la falaise de glace exposée réagit au fil du temps.

Dans leur simulation, ils fixent les propriétés mécaniques, ou comportement de la glace, selon le modèle de viscoélasticité de Maxwell, qui décrit la façon dont un matériau peut passer d'un élastique, réponse caoutchouteuse, à un visqueux, comportement mielleux selon qu'il est chargé rapidement ou lentement. Un exemple classique de viscoélasticité est le mastic idiot :si vous laissez une boule de mastic idiot sur une table, il s'effondre lentement dans une flaque d'eau, comme un liquide visqueux; si vous le démontez rapidement, il se déchire comme un solide élastique.

Comme il s'avère, la glace est aussi un matériau viscoélastique, et les chercheurs ont incorporé la viscoélasticité Maxwell dans leur simulation. Ils ont varié la vitesse à laquelle la plate-forme de glace de soutien a été enlevée, et prédit si la falaise de glace se fracturerait et s'effondrerait comme un matériau élastique ou s'écoulerait comme un liquide visqueux.

Ils modélisent les effets de différentes hauteurs de départ, ou des épaisseurs de glace, de 0 à 1, 000 mètres, ainsi que diverses échelles de temps d'effondrement de la banquise. À la fin, ils ont découvert que lorsqu'une falaise de 90 mètres est exposée, il ne s'effondrera rapidement en morceaux cassants que si la banquise de support a été retirée rapidement, sur une période d'heures. En réalité, ils ont constaté que ce comportement est vrai pour des falaises aussi hautes que 500 mètres. Si les plateaux de glace sont retirés sur de longues périodes de jours ou de semaines, des falaises de glace aussi hautes que 500 mètres ne s'effondreront pas sous leur propre poids, mais au lieu de cela va lentement se détacher, comme du miel froid.

Une image réaliste

Les résultats suggèrent qu'il est peu probable que les plus hautes falaises de glace de la Terre s'effondrent de manière catastrophique et déclenchent un recul de la calotte glaciaire. C'est parce que le rythme le plus rapide auquel les plateaux de glace disparaissent, au moins comme documenté dans le dossier moderne, est de l'ordre de quelques semaines, pas des heures, comme les scientifiques l'ont observé en 2002, lorsqu'ils ont capturé des images satellite de l'effondrement de la banquise de Larsen B, un morceau de glace aussi gros que Rhode Island qui s'est détaché de l'Antarctique, se briser en milliers d'icebergs en l'espace de deux semaines.

"Quand Larsen B s'est effondré, c'était un événement assez extrême qui s'est produit sur deux semaines, et c'est une toute petite banquise comparée à celles qui nous inquiéteraient particulièrement, ", dit Clerc. "Notre travail montre donc que la rupture de la falaise n'est probablement pas le mécanisme par lequel nous obtiendrions beaucoup d'élévation du niveau de la mer dans un proche avenir."