En utilisant les données satellitaires pour « voir dans le noir », des chercheurs ont montré pour la première fois que les lacs de la calotte glaciaire du Groenland se drainent en hiver, une découverte ayant des implications sur la vitesse à laquelle la deuxième plus grande calotte glaciaire du monde se jette dans l'océan.

Les chercheurs, de l'Université de Cambridge, utilisé les données radar d'un satellite de l'Agence spatiale européenne pour montrer que même lorsque la chaleur du soleil est absente, ces lacs peuvent déverser de grandes quantités d'eau à la base de la calotte glaciaire. On pense que ces « événements de drainage » jouent un rôle important dans l'accélération du mouvement de la glace en la lubrifiant par le bas.

Des études antérieures sur le drainage des lacs ont toutes été menées pendant les mois d'été, grâce à une combinaison d'observations directes de terrain et de données optiques satellitaires, qui nécessite la lumière du jour.

L'approche développée par les chercheurs de Cambridge utilise la rétrodiffusion radar - la réflexion des ondes vers le satellite d'où elles ont été émises - pour détecter les changements dans les lacs pendant les mois d'hiver, lorsque le Groenland est dans l'obscurité quasi totale.

Les résultats, rapporté dans le journal La cryosphère , impliquent que le système de « plomberie » sous la calotte glaciaire du Groenland ne fait pas que lentement fuir l'eau de l'été précédent, mais même au plus profond de l'hiver arctique, il peut être "rechargé", que de grandes quantités d'eau de surface du lac tombent en cascade jusqu'à la base de la calotte glaciaire.

De nombreuses études antérieures ont montré que la calotte glaciaire du Groenland perd de la masse, et le taux de perte s'accélère, en raison de la fonte et du ruissellement.

"L'une des inconnues en termes de prédiction de l'avenir de la calotte glaciaire est la vitesse à laquelle les glaciers se déplacent - s'ils vont accélérer et si c'est le cas, de combien, ", a déclaré le co-auteur, le Dr Ian Willis du Scott Polar Research Institute (SPRI) de Cambridge. c'est là qu'intervient notre travail."

Des lacs se forment à la surface de la calotte glaciaire du Groenland chaque été lorsque le temps se réchauffe. Ils existent depuis des semaines ou des mois mais peuvent s'écouler en quelques heures à cause de l'hydrofracturation, transférer des millions de mètres cubes d'eau et de chaleur à la base de la calotte glaciaire. Les zones touchées comprennent des régions sensibles de l'intérieur de la calotte glaciaire où l'impact sur l'écoulement glaciaire est potentiellement important.

"On a toujours pensé que ces lacs ne se vidaient qu'en été, simplement parce qu'il fait plus chaud et que le soleil fait fondre la glace, " a déclaré la co-auteure Corinne Benedek, également de SPRI. "En hiver, il fait noir et les surfaces gèlent. Nous pensions que le remplissage des lacs était la cause de leur éventuel drainage, mais il s'avère que ce n'est pas toujours le cas."

Benedek, qui est actuellement titulaire d'un doctorat. candidat à SPRI, s'est d'abord intéressée à ce qui arrive aux lacs de surface en hiver alors qu'elle était étudiante à la maîtrise sur les données thermiques satellitaires.

"Les données thermiques m'ont montré que l'eau liquide peut survivre dans les lacs tout l'hiver, ", a-t-elle déclaré. "Des études antérieures utilisant des radars aéroportés avaient également identifié des lacs enfouis à quelques mètres sous la surface de la calotte glaciaire en été. Ces deux choses m'ont fait réfléchir à des façons d'observer les lacs tout au long de l'année. L'imagerie satellite optique que nous utilisons normalement pour observer les lacs n'est pas disponible en hiver, ou même quand il fait nuageux."

Benedek et Willis ont développé une méthode utilisant les données du satellite Sentinel-1, qui utilise un type de radar appelé radar à synthèse d'ouverture (SAR). Le SAR fonctionne à une longueur d'onde qui permet de voir à travers les nuages ​​et dans l'obscurité. La glace et l'eau lisent différemment à l'aide du SAR, Ils ont donc développé un algorithme qui détecte les changements soudains de rétrodiffusion SAR.

Sur trois hivers, ils ont identifié six lacs qui semblaient se vider pendant les mois d'hiver. Ces lacs étaient des lacs enfouis ou des lacs de surface gelés. L'algorithme a pu identifier où les caractéristiques de rétrodiffusion du lac ont changé de façon marquée entre une image et la suivante enregistrée 12 jours plus tard.

Les données SAR ont été sauvegardées avec des données optiques supplémentaires de l'automne précédent et du printemps suivant, ce qui a confirmé que les superficies des lacs ont considérablement diminué pour les six lacs drainés. Pour trois des lacs, les données optiques ainsi que les données d'autres satellites ont été utilisées pour montrer que les lacs recouverts de neige et de glace se sont effondrés, chute de plusieurs mètres, confirmant à nouveau que l'eau s'était écoulée.

"Le premier lac que j'ai trouvé était surprenant, " a déclaré Benedek. " Il m'a fallu un certain temps pour être sûr que ce que je pensais voir était vraiment ce que je voyais. Nous avons utilisé les données d'élévation de la surface avant et après les événements pour confirmer ce que nous pensions. Nous savons maintenant que le drainage des lacs pendant l'hiver est quelque chose qui peut arriver, mais nous ne savons pas encore à quelle fréquence cela arrive."

"Les glaciers ralentissent en hiver, mais ils bougent toujours, " dit Willis. " Ce doit être ce mouvement qui provoque le développement de fractures à certains endroits permettant à certains lacs de s'écouler. On ne sait pas encore à quel point ce phénomène hivernal de drainage des lacs est répandu, mais cela pourrait avoir des implications importantes pour la calotte glaciaire du Groenland, ainsi qu'ailleurs dans l'Arctique et l'Antarctique."