Depuis plus d'une décennie, une équipe de chercheurs et d'étudiants de l'Université du Montana a étudié la dynamique de la calotte glaciaire du Groenland alors qu'elle réagit au réchauffement climatique. Les chercheurs du département de géosciences de l'Université du Montana (UM), Toby Meierbachtol et Joel Harper, ont déclaré que l'eau a toujours été au cœur de leurs recherches.

"L'eau provenant de la fonte des glaces peut ruisseler de la surface vers l'océan et contribuer à l'élévation du niveau de la mer, il peut recongeler sur place et réchauffer la glace, et il peut même atteindre le fond de la calotte glaciaire et agir comme une sorte de lubrifiant pour faire glisser rapidement la glace sur son lit, " Meierbachtol a déclaré. " L'importance de l'eau dans le contrôle de la réponse du Groenland au réchauffement est difficile à surestimer. "

Mais alors qu'une grande partie de leur attention a été sur l'importance de l'eau dans le contrôle des processus se produisant sur la calotte glaciaire, les résultats de leurs recherches les plus récentes ont inversé l'ordre de leur pensée.

Comme indiqué dans leur récent article dans Géosciences de la nature , Meierbachtol, Harper et une équipe internationale de chercheurs ont découvert que les changements de la calotte glaciaire ont un impact immédiat sur les eaux souterraines sous-jacentes de l'île du Groenland, une superficie plus grande que l'état de l'Alaska.

"Nous nous sommes concentrés sur les impacts de l'eau sur le changement de la calotte glaciaire, ", a déclaré Harper. "Mais nos découvertes les plus récentes montrent que les changements dans la calotte glaciaire ont un impact réel sur l'hydrologie de l'Arctique, en particulier le système d'eaux souterraines massif s'étendant sous la calotte glaciaire."

Cette dernière révélation s'est produite grâce à un mariage de techniques de forage, avec des collaborateurs internationaux forant un trou incliné de 650 mètres à travers le substratum rocheux sous un glacier du Groenland pour mesurer les conditions des eaux souterraines en profondeur sous la calotte glaciaire. Pendant ce temps, Des chercheurs de l'UM et de l'Université du Wyoming ont foré 32 trous au sommet du glacier, à travers près d'un kilomètre de glace, pour mesurer les conditions de l'eau à l'interface entre la glace et le substratum rocheux, qui forme une limite importante contrôlant l'écoulement des eaux souterraines en dessous.

Le système qu'UM a perfectionné au fil des ans consiste à forer avec une combinaison d'eau très chaude sous haute pression généralement pendant 12 heures ou plus à la fois.

"Nous pratiquons et répétons pour que l'opération se déroule sans heurts, "Harper a dit, notant qu'ils incluent toujours un à deux étudiants de premier cycle en expédition. "Chacun dans l'équipe a un rôle important et spécifique à remplir."

Après le forage, l'équipe installe des capteurs dans la colonne de glace et sur le lit de la calotte glaciaire pour mesurer la dynamique de la glace et les conditions de l'eau lorsque l'eau s'écoule sous la glace jusqu'à la marge. Le temps est toujours un facteur essentiel car la glace froide gèle le trou fermé en aussi peu que deux heures.

L'approche de forage double a facilité les toutes premières mesures de la réponse des eaux souterraines à une calotte glaciaire changeante, et l'enregistrement des données sur huit ans a donné des résultats inattendus.

« En étudiant les zones qui étaient recouvertes de glace 10, il y a 000 ans lors de la dernière période glaciaire, le domaine sait que la masse énorme et les grandes quantités d'eau provenant de la fonte des glaces peuvent avoir un impact sur les eaux souterraines sous-jacentes, " Meierbachtol a dit, "mais le paradigme a été que la réponse des eaux souterraines au changement de la calotte glaciaire est longue :des milliers d'années. Ce que nous avons montré ici, c'est que la réponse des eaux souterraines au changement du Groenland est immédiate."

Cette nouvelle compréhension pourrait avoir d'importantes implications en aval sur l'impact de l'éclaircie du Groenland sur l'Arctique, dit Harper. L'amincissement de la glace pourrait réduire le débit des eaux souterraines vers l'océan, changer la température de l'eau et l'équilibre de salinité qui est important pour les modèles de circulation océanique.

« En pensant aux rétroactions complexes qui découlent du changement en cours au Groenland, nous, en tant que domaine, avons vraiment négligé la composante des eaux souterraines parce que nous pensions qu'elle était plus ou moins dormante au cours des échelles de temps de la décennie au siècle qui sont importantes pour nous en tant que société, " a déclaré Harper. " Mais maintenant, nous reconnaissons que le système d'eau souterraine change en fait assez rapidement, et il y a des raisons impérieuses pour lesquelles cela pourrait vraiment avoir de l'importance pour l'ensemble de l'Arctique. »

Les recherches futures devront viser à quantifier les impacts du changement des eaux souterraines sur l'océan, à la fois Meierbachtol et Harper ont noté. Mais la première étape a été la découverte.