Avec les données d'une expédition de 2016, les scientifiques soutenus par la NASA jettent plus de lumière sur les processus complexes sous la calotte glaciaire du Groenland qui contrôlent la vitesse à laquelle ses glaciers glissent vers l'océan et contribuent à l'élévation du niveau de la mer.

A la surface de la calotte glaciaire, des gouffres sans fond appelés moulins peuvent canaliser l'eau de fonte dans la base de la glace. Lorsque cette eau atteint le lit sous-jacent de la calotte glaciaire, cela peut faire que la glace se détache légèrement et s'écoule plus rapidement.

Les glaciers qui glissent plus vite peuvent éventuellement faire fondre la calotte glaciaire un peu plus vite que prévu, augmentant également la quantité de glace vêlée dans l'océan. Avec une vaste superficie à peu près la taille du Mexique, La fonte des glaces du Groenland est le principal contributeur à l'élévation du niveau de la mer dans le monde.

Dans une nouvelle étude, Publié dans Lettres de recherche géophysique , les auteurs ont conclu que le seul facteur important influençant la vitesse d'un glacier glissant dans le sud-ouest du Groenland était la rapidité avec laquelle la pression de l'eau a changé dans les cavités à la base de la glace où l'eau de fonte a rencontré le substrat rocheux.

"Même si les cavités sont petites, tant que la pression monte très vite, ils feront glisser la glace plus vite, " a déclaré le Dr Laurence C. Smith, un professeur d'études environnementales et de la Terre, environnemental, et les sciences planétaires à l'Université Brown à Providence, Rhode Island.

C'est la première fois que des observations directement issues de recherches sur le terrain montrent comment les changements de volume d'eau sous la calotte glaciaire du Groenland déterminent les vitesses d'écoulement d'un glacier.

Les résultats contredisent une vision de longue date sur les vitesses de glissement de la glace et l'eau stockée sous un glacier connu sous le nom de loi de glissement basal à l'état stationnaire, qui a aidé les scientifiques à prédire à quelle vitesse les calottes glaciaires glisseront en fonction du volume total d'eau sous la glace.

Dr Lauren Andrews, un glaciologue au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, aime expliquer les interactions entre les eaux de fonte de surface, glace basale, et le soubassement, comme des pneus qui glissent très rapidement sur une route mouillée à cause de l'aquaplanage.

"Si vous avez une perturbation rapide de l'eau entrant dans le système sous-glaciaire, vous submergez le système, et donc vous créez essentiellement une couche d'eau à l'interface qui n'est plus contenue dans des canaux ou des cavités, ", a déclaré Andrews.

Ce n'est pas le volume réel d'eau qui détermine la vitesse de la glace, elle a expliqué, mais la vitesse à laquelle il s'accumule à l'interface de la glace du substratum rocheux. Pour les augmentations lentes de l'eau, le système sous-glaciaire a le temps d'évoluer pour accueillir la même quantité d'eau.

Jusque récemment, le manque de données provenant directement du sol avait rendu difficile pour les scientifiques de sonder les interactions qui accélèrent les glaciers du Groenland. L'un des aspects les plus délicats empêchant les scientifiques de comprendre pleinement la dynamique du glissement de la glace est la nécessité d'associer les mesures de l'écoulement de l'eau de fonte dans un glacier avec des observations du mouvement de la glace à la surface.

L'équipe de recherche a établi son camp sur le glacier Russell près de Kangerlussuaq, Groenland, et a étudié une rivière glaciaire nommée en l'honneur du regretté chercheur de la NASA Alberto Behar. En comparant les mesures GPS du mouvement de la glace à la surface avec la quantité d'eau de fonte se déversant dans un puits vertical dans le glacier, connu sous le nom de moulin, ainsi que l'eau de fonte sortant du bord du glacier, l'équipe a identifié des changements dans l'eau stockée sous la glace qui correspondaient à de petites accélérations dans la glace à la surface. Des recherches antérieures sur de petits glaciers alpins ont guidé la conception de l'étude.

"Il n'y a pas de relation directe entre la fonte au sommet et l'eau de fonte sortant de la calotte glaciaire parce que l'eau traverse Dieu sait quoi en bas, " dit Smith.

Les nouvelles découvertes seront précieuses pour des satellites tels que la prochaine mission satellite NISAR, une mission conjointe d'observation de la Terre entre la NASA et l'Organisation indienne de recherche spatiale (ISRO), qui mesurera les changements de vitesse de surface de la glace avec une résolution sans précédent pour l'ensemble des calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique, dit Thorsten Markus, Responsable du programme de science cryosphérique à la NASA. Lancement prévu au plus tôt en 2022, NISAR peut également permettre d'autres études des vitesses de surface de la glace à des échelles beaucoup plus grandes.

Finalement, La combinaison d'observations satellitaires avec des données acquises au sol peut aider les scientifiques lorsqu'ils envisagent d'ajuster leurs modèles pour représenter plus précisément l'hydrologie à la base des calottes glaciaires.

L'intégration de nouvelles données dans les modèles est un processus progressif, mais Smith espère que les nouvelles découvertes pourront améliorer la façon dont les modèles climatiques prédisent le rythme de l'élévation future du niveau de la mer à partir de la glace du Groenland face au changement climatique.

"Les seuls outils dont nous disposons pour prédire l'avenir sont les modèles, " Smith a dit. " Nous avons la télédétection, et nous avons des campagnes sur le terrain, donc si nous pouvons utiliser les deux pour améliorer notre capacité de modélisation, nous serons mieux en mesure de nous adapter et d'atténuer l'élévation du niveau de la mer et le changement climatique."

Le travail sur le terrain est l'un des nombreux projets soutenus par la NASA au cours des deux dernières décennies pour interpréter les observations satellitaires et étudier la calotte glaciaire du Groenland à l'aide de données de terrain locales.