Un iceberg dans le centre de la mer du Scotia en 2019. Crédit :Thomas Ronge
Pour voir à quel point la planète est vraiment interconnectée, ne cherchez pas plus loin que les immenses calottes glaciaires de l'hémisphère nord et du pôle sud.
A des milliers de kilomètres l'un de l'autre, ils ne sont guère voisins, mais selon de nouvelles recherches d'une équipe de scientifiques internationaux, dirigée par l'ancienne Natalya Gomez Ph.D.'14, et y compris le professeur de Harvard Jerry X. Mitrovica - ce qui se passe dans une région a un effet étonnamment direct et démesuré sur l'autre, en termes d'expansion ou de fonte de la glace.
L'analyse, Publié dans La nature, montre pour la première fois que les changements dans la calotte glaciaire de l'Antarctique ont été causés par la fonte des calottes glaciaires dans l'hémisphère nord. L'influence a été entraînée par les changements du niveau de la mer causés par la fonte des glaces dans le nord au cours des 40 dernières, 000 ans. Comprendre comment cela fonctionne peut aider les climatologues à comprendre les changements et l'instabilité futurs à mesure que le réchauffement climatique augmente la fonte des principales calottes glaciaires et glaciaires, les chercheurs ont dit.
L'étude modélise le fonctionnement de cet effet de bascule. Ils ont découvert que lorsque la glace sur l'hémisphère nord est restée gelée pendant le dernier pic de l'ère glaciaire, à peu près 20, 000 à 26, il y a 000 ans, cela a conduit à une baisse du niveau de la mer en Antarctique et à une croissance de la calotte glaciaire là-bas. Lorsque le climat s'est réchauffé après ce pic, les calottes glaciaires du nord ont commencé à fondre, provoquant une élévation du niveau de la mer dans l'hémisphère sud. Cette montée de l'océan a provoqué le retrait rapide de la glace de l'Antarctique à environ la taille qu'elle est aujourd'hui sur des milliers d'années.
La question de savoir ce qui a causé la fonte si rapide de la calotte glaciaire de l'Antarctique au cours de cette période de réchauffement est une énigme de longue date.
"C'est la partie vraiment excitante de cela, " dit Mitrovica, le professeur de sciences Frank Baird Jr. au Département des sciences de la Terre et des planètes. "Qu'est-ce qui a motivé ces événements dramatiques au cours desquels l'Antarctique a libéré d'énormes quantités de masse de glace? Cette recherche montre que les événements n'ont finalement été provoqués par rien de local. Ils ont été provoqués par l'élévation du niveau de la mer localement mais en réponse à la fonte des calottes glaciaires très loin. L'étude établit un lien sous-estimé entre la stabilité de la calotte glaciaire de l'Antarctique et des périodes importantes de fonte dans l'hémisphère nord.
Le recul était conforme au modèle de changement du niveau de la mer prédit par Gomez, maintenant professeur adjoint en sciences de la Terre et des planètes à l'Université McGill, et collègues dans des travaux antérieurs sur le continent antarctique. La prochaine étape consiste à étendre l'étude pour voir où le recul de la glace à un endroit entraîne le recul à un autre. Cela peut donner un aperçu de la stabilité de la calotte glaciaire à d'autres moments de l'histoire et peut-être de l'avenir.
« Regarder vers le passé peut vraiment nous aider à comprendre comment fonctionnent les calottes glaciaires et le niveau de la mer, " a déclaré Gomez. " Cela nous donne une meilleure appréciation du fonctionnement de l'ensemble du système terrestre. "
Les chercheurs ont pu, pour la première fois, simuler, simultanément, changements du niveau de la mer et de la dynamique des glaces dans les deux hémisphères au cours des 40 dernières, 000 ans. Crédit :Université McGill
Avec Gomez et Mitrovica, l'équipe de scientifiques du projet comprenait des chercheurs de l'Oregon State University et de l'Université de Bonn en Allemagne. Ils ont combiné la modélisation de la calotte glaciaire et du niveau de la mer avec des échantillons de carottes de sédiments du fond de l'océan près de l'Antarctique pour vérifier leurs résultats. Les rochers sur lesquels ils se sont concentrés, appelés débris de glace, étaient autrefois incrustés dans la calotte glaciaire de l'Antarctique. Les icebergs tombés les ont transportés dans l'océan Austral. les chercheurs ont tenté de déterminer quand et où ils ont été libérés de la calotte glaciaire. Ils ont également examiné les marqueurs des rivages passés pour voir comment le bord de la calotte glaciaire s'est retiré.
Gomez fait des recherches sur les calottes glaciaires depuis qu'elle est étudiante au GSAS au sein du groupe Mitrovica. Elle a dirigé une étude en 2010 qui a montré que les effets gravitationnels des calottes glaciaires sont si forts que lorsque les calottes glaciaires fondent, l'élévation attendue du niveau de la mer due à toute cette eau de fonte entrant dans les océans serait contrebalancée dans les zones voisines. Gomez a montré que si toute la glace de la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental fondait, il pourrait en fait abaisser le niveau de la mer près de la glace jusqu'à 300 pieds, mais ce niveau de la mer augmenterait beaucoup plus que prévu dans l'hémisphère nord.
Cet article a approfondi cette étude en demandant comment la fonte des calottes glaciaires dans une partie du système climatique en a affecté une autre. Dans ce cas, les chercheurs ont examiné les calottes glaciaires de l'hémisphère nord qui couvraient autrefois l'Amérique du Nord et l'Europe du Nord.
En rassemblant des données de modélisation sur l'élévation du niveau de la mer et la fonte des calottes glaciaires avec les débris laissés par les icebergs qui se sont détachés de l'Antarctique pendant la période glaciaire, les chercheurs ont simulé l'évolution du niveau de la mer et de la dynamique des glaces dans les deux hémisphères au cours des 40 dernières, 000 ans.
Pour étudier les mécanismes impliqués dans la conduite des changements dans la calotte glaciaire de l'Antarctique, les chercheurs ont examiné un large éventail d'enregistrements géologiques, des carottes de sédiments du fond de l'océan près de l'Antarctique aux enregistrements de l'exposition des terres et des rivages passés. Cette image a été prise en 2007 à bord du navire de recherche Marion Dufresne II dans la mer de Scotia pendant la campagne de carottage. Crédit :Michael Weber
Les chercheurs ont pu expliquer plusieurs périodes d'instabilité au cours des 20 dernières, 000 ans lorsque la calotte glaciaire de l'Antarctique a connu des phases de fonte rapide appelées « pulsations d'eau de fonte ». En réalité, selon leur modèle, sinon pour ces périodes de recul rapide de la calotte glaciaire antarctique, qui couvre près de 14 millions de kilomètres carrés et pèse environ 26 millions de gigatonnes, serait encore plus un monstre qu'il ne l'est maintenant.
Avec les archives géologiques, qui ont été recueillies principalement par Michael Webster de l'Université de Bonn, les chercheurs ont confirmé la chronologie prédite par leur modèle et ont constaté que ce changement du niveau de la mer en Antarctique et la perte de masse correspondaient à des épisodes de fonte des calottes glaciaires dans l'hémisphère nord.
Les données ont pris Gomez par surprise. Plus que tout, cependant, cela approfondissait sa curiosité pour ces systèmes gelés.
« Ces calottes glaciaires sont vraiment dynamiques, passionnant, et des parties intrigantes du système climatique de la Terre. C'est ahurissant de penser à de la glace de plusieurs kilomètres d'épaisseur, qui couvre tout un continent, et qui évolue sur toutes ces différentes échelles de temps avec des conséquences globales, " a déclaré Gomez. " C'est juste une motivation pour essayer de mieux comprendre ces systèmes vraiment massifs qui sont si loin de nous. "
