Une équipe mondiale de scientifiques, dont plusieurs de la Scripps Institution of Oceanography de l'Université de Californie à San Diego, a découvert la disparition soudaine d'un grand Profond, lac couvert de glace à la surface d'une banquise antarctique.

Cet événement rare, chronique dans une étude publiée aujourd'hui dans la revue Lettres de recherche géophysique , s'est produit pendant l'hiver antarctique 2019 sur la plate-forme de glace d'Amery dans l'Antarctique oriental, et on estime que 600 à 750 millions de mètres cubes (21 à 26 milliards de pieds cubes) d'eau, environ deux fois le volume de la baie de San Diego, ont été perdus dans l'océan.

Les auteurs de l'étude ont utilisé des images d'un satellite radar qui peut « voir » pendant la nuit polaire pour déterminer le moment de l'événement à une semaine ou moins en juin. Après vidange, à la place du lac, il y avait une dépression semblable à un cratère à la surface de la banquise, couvrant environ onze kilomètres carrés (4,25 milles carrés). Cette dépression de surface, connu comme une glace "doline, " contenait les restes fracturés de la couverture de glace.

"Nous pensons que le poids de l'eau accumulée dans ce lac profond a ouvert une fissure dans la banquise sous le lac, un procédé connu sous le nom d'hydrofracture, provoquant l'évacuation de l'eau vers l'océan en dessous, " a déclaré l'auteur principal de l'étude Roland Warner, un glaciologue avec l'Australian Antarctic Program Partnership à l'Université de Tasmanie.

Le processus d'hydrofracture a été impliqué dans l'effondrement de petites plates-formes de glace dans la péninsule Antarctique, où l'eau de fonte se forme à la surface des banquises pendant l'été austral, mais on ne le voit pas souvent conduire à travers une glace aussi épaisse que les 1400 mètres (4, 590 pieds) à cet endroit sur la plate-forme de glace Amery.

L'événement hivernal austral a également été capturé par un instrument laser à lumière verte sur ICESat-2 de la NASA. Ce satellite émet des impulsions de photons et localise avec précision le point de réflexion de chaque photon qu'il reçoit de la Terre.

Les orbites répétées d'ICESat-2 sur les traces exactes au sol avant et après le drainage du lac ont révélé l'échelle verticale de la perturbation. La surface de la glace est tombée jusqu'à 80 mètres (260 pieds) dans la cavité de la doline, même si la perte de la charge d'eau a rendu la banquise flottante plus légère et que la pression de l'océan l'a fait fléchir vers le haut, avec les environs immédiats du lac s'élevant jusqu'à 36 mètres (118 pieds).

"C'est passionnant de voir ICESat-2 nous montrer les détails des processus qui se produisent sur la calotte glaciaire à une échelle spatiale aussi fine, " a déclaré la co-auteur Helen Amanda Fricker, un glaciologue à la Scripps Institution of Oceanography qui a longtemps étudié les lacs sous-glaciaires actifs, les découvrant en 2007. « Étant donné que l'eau de fonte de surface sur les plates-formes glaciaires peut provoquer leur effondrement, ce qui conduit finalement à une élévation du niveau de la mer lorsque la glace au sol n'est plus retenue, il est important de comprendre les processus qui affaiblissent les banquises."

Au cours des dernières décennies, avec la hausse des températures de l'air, certaines plates-formes de glace ont connu une plus grande fonte en surface, et les projections de modèles les plus récentes pour le réchauffement futur montrent que cette tendance se poursuit et crée davantage de lacs de fonte. Cela augmente le risque d'hydrofracturation généralisée, ce qui pourrait entraîner l'effondrement des plates-formes de glace, permettant une décharge plus rapide de la glace des calottes glaciaires échouées et une augmentation du niveau de la mer. Maintenant, augmentation possible des flux dans les profondeurs, les lacs recouverts de glace et l'hydrofracture des plates-formes de glace épaisses devraient également être pris en compte dans les projections du réchauffement futur, ont déclaré les chercheurs.

L'équipe a également utilisé des cartes d'élévation de surface générées par le Polar Geospatial Center (PGC) de l'Université du Minnesota pour montrer que la perturbation a modifié le paysage régional sur 60 kilomètres carrés (23 miles carrés).

La quantité d'eau perdue dans l'océan a été calculée en utilisant le volume de la cavité et l'étendue du soulèvement. Alors que la plate-forme de glace d'Amery compte de nombreux lacs et ruisseaux de fonte en été austral, la quantité d'eau perdue lorsque le lac s'est vidé était plusieurs fois supérieure à l'apport annuel d'eau de fonte.

Le soulèvement du lac a créé un nouveau lac à partir d'un bras peu profond de celui d'origine. Au cours de la saison de fonte suivante, ce lac s'est rempli en quelques jours à plus d'un million de mètres cubes par jour et a débordé dans la cavité de la doline. Lorsque ICESat-2 a franchi à nouveau la doline quelques jours plus tard, l'équipe a pu mesurer un canal d'eau de fonte de 20 mètres (65 pieds) de large, fraîchement coupé dans la doline, détecter la surface de l'eau à trois mètres de profondeur, et des photons dispersés depuis le lit du cours d'eau trois mètres plus bas.

Les auteurs disent qu'il est trop tôt pour conclure que le drainage de ce lac d'eau de fonte était lié à des tendances plus larges comme le réchauffement du climat autour de l'Antarctique. Avec cette nouvelle capacité d'observation, et à mesure que davantage de données ICESat-2 et PGC sont collectées, Fricker dit qu'ils seront en mesure de mieux comprendre à quel point ces lacs profonds sont communs et comment ils évoluent au fil du temps.

"Cet événement brutal était apparemment le point culminant de décennies d'accumulation et de stockage d'eau de fonte sous ce couvercle de glace isolant, " a déclaré le co-auteur Jonathan Kingslake, professeur à l'Observatoire de la Terre Lamont Doherty à l'Université de Columbia, qui a aidé à mesurer l'eau de fonte de surface.

L'avenir de la doline nouvellement formée est incertain. Il peut à nouveau accumuler de l'eau de fonte ou s'écouler plus fréquemment dans l'océan. Il semble que la fissure ait rouvert brièvement au cours de la saison de fonte 2020. Il est certain que les scientifiques seront désormais aux aguets.