Glaciologues à l'Université de Californie, Irvine et le Jet Propulsion Laboratory de la NASA ont examiné la dynamique sous-jacente au vêlage de l'iceberg A68 de la taille du Delaware sur la plate-forme de glace Larsen C de l'Antarctique en juillet 2017, trouver la cause probable d'un amincissement du mélange de glace, une concoction fondante de neige soufflée par le vent, les débris d'iceberg et l'eau de mer gelée qui fonctionnent normalement pour guérir les failles.

Dans un article publié aujourd'hui dans Actes de l'Académie nationale des sciences , les chercheurs rapportent que leurs études de modélisation ont montré que l'amincissement du mélange était un facteur majeur de l'effondrement de la banquise. La circulation des eaux océaniques sous les banquises et le réchauffement radiatif d'en haut, ils disent, détériorer progressivement le mélange de glace au cours des décennies.

Comme on pense que les plates-formes de glace renforcent et empêchent les glaciers terrestres de se jeter plus rapidement dans l'océan, ces nouvelles connaissances sur la dynamique des rifts mettent en lumière un lien auparavant sous-estimé entre le changement climatique et la stabilité de la banquise.

"L'amincissement du mélange de glace qui colle ensemble de grands segments de plates-formes de glace flottantes est une autre façon dont le changement climatique peut provoquer un retrait rapide des plates-formes de glace de l'Antarctique, " a déclaré le co-auteur Eric Rignot, Professeur UCI de science du système Terre. "Avec ça en tête, nous devrons peut-être repenser nos estimations sur le moment et l'étendue de l'élévation du niveau de la mer due à la perte de glace polaire, c'est-à-dire cela pourrait arriver plus tôt et avec un bang plus important que prévu."

En utilisant le modèle de système de calotte glaciaire et de niveau de la mer de la NASA, observations de la mission Opération IceBridge de l'agence, et les données de la NASA et des satellites européens, les chercheurs ont évalué des centaines de failles dans la plate-forme de glace Larsen C pour déterminer celles qui étaient les plus vulnérables à la rupture. Ils ont sélectionné 11 fissures de haut en bas pour une étude approfondie, modélisation pour voir lequel des trois scénarios les rendait les plus susceptibles de se briser :si la banquise s'amincissait à cause de la fonte, si le mélange de glace s'amincit, ou si à la fois la banquise et le mélange se sont amincis.

"Beaucoup de gens pensaient intuitivement, "Si vous éclaircissez la banquise, tu vas le rendre beaucoup plus fragile, et ça va casser, '", a déclaré l'auteur principal Eric Larour, Chercheur scientifique de la NASA JPL et superviseur de groupe.

Au lieu, le modèle a montré qu'une plate-forme de glace qui s'amincit sans aucun changement dans le mélange a travaillé pour guérir les failles, avec des taux d'élargissement annuels moyens passant de 79 à 22 mètres (259 à 72 pieds). L'amincissement de la banquise et du mélange a également ralenti l'élargissement du rift, mais dans une moindre mesure. Mais lors de la modélisation uniquement de l'amincissement du mélange, les scientifiques ont découvert un élargissement des failles d'un taux annuel moyen de 76 à 112 mètres (249 à 367 pieds).

La différence, Larour a expliqué, reflète les différentes natures des substances.

"Le mélange est plus fin que la glace pour commencer, " dit-il. " Quand le mélange n'a que 10 ou 15 mètres d'épaisseur, c'est comme de l'eau, et les failles de la banquise sont libérées et commencent à se fissurer."

Même en hiver, l'eau de l'océan plus chaude peut atteindre le mélange par le bas parce que les failles s'étendent sur toute la profondeur d'une plate-forme de glace.

"La théorie dominante derrière l'augmentation des grands vêlages d'icebergs dans la péninsule Antarctique a été l'hydrofracture, dans lequel les bassins de fonte à la surface permettent à l'eau de s'infiltrer à travers les fissures de la banquise, qui se dilatent lorsque l'eau gèle à nouveau, " dit Rignot, qui est également un chercheur scientifique principal de la NASA JPL. "Mais cette théorie n'explique pas comment l'iceberg A68 a pu se détacher de la banquise Larsen C au beau milieu de l'hiver antarctique alors qu'il n'y avait pas de bassins de fonte."

Il a déclaré que lui et d'autres membres de la communauté des études sur la cryosphère ont été témoins de l'effondrement de la banquise sur la péninsule antarctique, résultant d'une retraite qui a commencé il y a des décennies.

"Nous avons enfin commencé à chercher une explication sur les raisons pour lesquelles ces plates-formes de glace ont commencé à se retirer et à entrer dans ces configurations qui sont devenues instables des décennies avant que l'hydrofracturation ne puisse agir sur elles, " dit Rignot. " Si l'amincissement du mélange de glace n'est pas le seul processus qui pourrait l'expliquer, c'est suffisant pour expliquer la détérioration que nous avons observée."

Bernd Scheuchl, Chercheur associé de projet UCI en science du système Terre, et Mattia Poinelli, un doctorat candidat en géosciences et télédétection à l'Université de technologie de Delft aux Pays-Bas.