La foreuse à eau chaude utilisée pour forer à travers le glacier jusqu'aux lacs sous-glaciaires. La tige de forage est à des centaines de mètres sous la glace, suspendu à un tuyau en caoutchouc à travers lequel l'eau chaude est pompée. Crédit :Eric Gaidos
Un mystère de longue date dans l'étude des glaciers a été récemment - et par hasard - résolu par une équipe dirigée par l'astrobiologiste et scientifique de la Terre Eric Gaidos de l'Université d'Hawai'i à Mānoa. Leurs conclusions ont été publiées cette semaine dans la revue Lettres de recherche géophysique .
Le mystère implique des inondations ou des "jokulhlaups" qui émergent soudainement et de manière imprévisible des glaciers ou des calottes glaciaires comme ceux d'Islande où la chaleur volcanique fait fondre la glace et l'eau s'accumule dans les lacs sous les glaciers. Les scientifiques étudient depuis longtemps l'évolution de ces crues, qui sont parmi les plus grandes sur Terre.
"Ces inondations peuvent affecter le mouvement de certains glaciers et constituent un danger important en Islande, " dit Gaïdos, professeur à la UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST). "Mais le mécanisme et le moment du déclenchement de ces inondations n'ont pas été compris."
Puis, en juin 2015, une série d'événements inattendus a révélé le début de ces inondations.
Cet été, Gaidos et ses collègues ont percé un trou dans l'un des lacs islandais pour étudier sa vie microbienne. Lors de la collecte d'échantillons par le trou de forage, l'équipe a remarqué un courant descendant, comme un drain de baignoire, dans le trou.
"Le flux était si fort que nous avons failli perdre nos capteurs et notre équipement d'échantillonnage dans le trou, " a déclaré Gaidos. "Nous avons supposé que nous avions accidentellement connecté une masse d'eau à l'intérieur du glacier au lac en dessous. Cette masse d'eau s'écoulait rapidement dans le lac."
Illustration du mouvement de l'eau qui a pu déclencher la crue de juin 2015 (les flèches indiquent le sens d'écoulement) :le lac sous-glaciaire, réchauffé à 4 C par apport géothermique, le réservoir perché alimenté par la fonte estivale à travers la couche de névé, un système rempli d'eau de crevasses et de conduits (moulins), notre forage, et la sortie sous le barrage de glace. Crédit :Gaidos, et al. (2020)
Quelques jours plus tard, après que l'équipe eut quitté le glacier, le lac s'est vidé dans une inondation. Heureusement, l'inondation était faible et les Islandais ont un système d'alerte précoce élaboré sur leurs rivières afin que personne n'ait été blessé, ni infrastructures endommagées dans cet événement, Gaidos assuré.
Les chercheurs ont utilisé un modèle informatique du drainage de l'écoulement à travers le trou , et son effet sur le lac, pour montrer que cela aurait pu déclencher l'inondation.
"Nous avons découvert que le glacier peut contenir de plus petites étendues d'eau au-dessus des lacs alimentés par la fonte estivale, " a déclaré Gaidos. " Si ce plan d'eau est relié hydrauliquement au lac, la pression dans le lac augmente et cela permet à l'eau de commencer à s'écouler sous le glacier. "
En juin 2015, une équipe dirigée par Gaidos a utilisé de l'eau chaude pour faire fondre un trou à travers 250 mètres de glace pour échantillonner un lac sous un glacier en Islande. Crédit :Eric Gaidos
Alors que l'équipe a établi une connexion artificielle avec le lac en 2015, des connexions naturelles peuvent se former lorsque l'eau de pluie ou de fonte des neiges s'accumule dans les crevasses et que la pression finit par forcer une fissure à travers le glacier jusqu'au lac. Cette découverte permet de mieux comprendre comment ces inondations peuvent commencer et comment cela dépend du temps et de la saison.
Des collaborateurs en Islande poursuivent leurs recherches sur ce phénomène en utilisant des échos radio pour rechercher des masses d'eau dans la glace, ainsi que d'étudier le plus grand lac en dessous.
