Kongsvegen, le glacier arctique du Svalbard où nous avons effectué nos recherches. Pour découvrir ce qui se trouve à des centaines de mètres plus bas, nous avons foré jusqu'aux sédiments sous le glacier (voir les étoiles vertes). Là, nous avons installé un charruemètre pour mesurer les forces à la base du glacier, et plusieurs sismomètres pour « écouter » les vibrations du glacier. Nous avons également installé des sismomètres à divers endroits (points jaunes) à la surface du glacier. Crédit :T.V. Schuler
Ça y est, nous avons atteint le fond du glacier. Il fait 327m sous nos pieds. Après avoir foré dans la glace pendant six heures, notre jet d'eau chaude explose dans les sédiments. Le tuyau qui le relie à la surface s'arrête de rouler et Thomas Schuler, le chef de projet, confirme que la base a été atteinte.
Je descends de l'hélicoptère et Coline Bouchayer, Ph.D. chercheur qui supervise le projet, m'annonce la bonne nouvelle. Nous poussons un soupir de soulagement. John Hult, l'ingénieur du projet, et Svein Oland, un mécanicien de l'Institut polaire norvégien, sont particulièrement satisfaits. Nous avions tenté de réaliser la même opération au printemps dernier, mais les températures de -30°C ont gelé l'eau du système de forage, rendant impossible la poursuite. Cette fois, les moteurs qui tournent encore apportent une odeur de diesel sur les terres gelées qui nous entourent.
Notre but ici n'est pas de reconstituer les climats passés en extrayant des carottes de glace comme les missions en Antarctique ou au Groenland. Il s'agit plutôt d'explorer ce qui se passe à des centaines de mètres sous la surface, là où le glacier repose sur son lit de roches et de sédiments. C'est là que leur stabilité est en jeu, car l'eau liquide de la surface s'infiltre et agit comme un lubrifiant.
La hausse rapide des températures provoquée par le changement climatique devrait faire fondre les glaciers et déclencher des instabilités, comme le prédit le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC). Les politiques actuelles devraient entraîner un réchauffement d'environ 2,7 °C au-dessus des niveaux préindustriels d'ici 2100, bien au-dessus de la limite maximale recommandée de 1,5 °C par l'accord de Paris. De telles différences peuvent être dramatiques pour les glaciers. Ces dragons de glace, qui semblent endormis, peuvent se réveiller un peu trop brusquement, comme l'a montré le récent effondrement des glaciers dans les Alpes italiennes.
Le mouvement des glaciers (de quelques mètres à plusieurs kilomètres par an) s'apparente à celui d'un fromage à pâte molle sur une planche en pente :ils se balancent sur toute leur hauteur et rampent sous leur propre poids. Plus ils sont raides et épais (jusqu'à plusieurs kilomètres), plus ils coulent rapidement vers des altitudes plus basses. Grâce à la fine couche d'eau entre la glace et son lit rocheux, les glaciers peuvent doubler leur vitesse entre l'hiver et l'été. Alors que la plupart des glaciers bénéficient d'un cycle saisonnier stable, certains, dont Kongsvegen, ont vu leur vitesse annuelle augmenter au fil des ans.
C'est ce qu'on appelle une poussée glaciaire. Depuis 2010, la vitesse de la partie supérieure de Kongsvegen est passée de quelques mètres par an à plus de 40, soit dix fois plus. Pour l'instant, cela ne concerne que la partie supérieure du glacier, mais on observe une progression d'année en année vers les zones inférieures.
Nous pensons que cette dynamique pourrait conduire à une déstabilisation du glacier, et si cela se produisait, ce glacier de plus de 15km de long, 2km de large et 300m d'épaisseur pourrait plonger dans l'océan et causer des dégâts importants à l'ensemble du fjord. Et Kongsvegen n'est qu'un des milliers de cas à travers le monde. Pour comprendre cela, nous fondons notre chemin vers le bas et plongeons nos instruments dans le cœur inconnu du glacier.
Notre mission scientifique vise à écouter Kongsvegen et à mesurer les forces qu'il exerce sur son lit rocheux sous-jacent. Si ces forces sont supérieures à ce que le lit peut supporter, alors nous commençons à avoir de sérieux problèmes.
Les glaciers se déplacent grâce à la présence d'eau liquide à l'interface glace-lit. Le moindre mouvement crée une vibration qui peut être enregistrée par nos sismomètres. Crédit :Ugo Nanni, auteur fourni
Le moindre mouvement d'un glacier génère une vibration qui contient des informations cruciales sur sa dynamique. Le bruit des glaciers est primitif. Il voyage de vos oreilles à vos tripes. Vous entendez votre désir d'exploration ainsi que l'impact de notre société sur notre environnement. Il est difficile de dire s'ils pleurent, chantent ou rient, mais ils ne sont certainement pas silencieux. Cette année, mon ami Clovis Tisserand, designer sonore, est venu avec moi enregistrer ces voix venues de l'Arctique.
Mon travail consiste à analyser ces sons pour comprendre comment le glacier se déplace, comment il réagit à la fonte de surface, comment ses crevasses s'ouvrent et ce qui se passe dans ses profondeurs. Pour ce faire, nous utilisons des sismomètres, traditionnellement utilisés pour étudier les tremblements de terre. Depuis 2020, nous en avons installé une vingtaine le long de Kongsvegen et dans ses profondeurs. Avec un tel réseau, nous pouvons écouter tout le glacier, comme un médecin avec un stéthoscope, et ses secrets (comme nous l'avons fait récemment dans les Alpes françaises). En plus de ces sismomètres, nous avons également installé un instrument assez inhabituel, une longue tige d'acier de 2 m plantée à 360 m de profondeur appelée charruemètre (voir image ci-dessous).
L'accélération pluriannuelle de Kongsvegen mesurée par Jack Kohler (Norwegian Polar Institute) et son équipe. Elle montre que la vitesse du glacier est passée de quelques mètres par an à plus de 40 dans la partie supérieure du glacier au cours de la dernière décennie. Cette accélération se propage lentement vers l'avant du glacier. L'image de fond montre que cette accélération conduit souvent à la formation de crevasses et pourrait conduire à la déstabilisation du glacier. Des points jaunes et des étoiles vertes indiquent l'emplacement de l'instrument déployé sur le glacier.
Sur cette tige, John a installé plusieurs jauges de contrainte pour mesurer les forces à la base du glacier. Le charruemètre que nous avons installé cet été n'a transmis ses mesures que quelques heures avant de se taire malgré les journées passées par John à essayer de le faire revivre. Heureusement pour Coline, dont le doctorat. repose en partie sur ces mesures, celle installée au printemps 2021 fait encore parler. Depuis cette date, nous avons donc pu mesurer comment le glacier vibre, se déforme et glisse en réponse aux changements de température et de précipitations.
La collecte de ces données était longue, coûteuse et sujette à de nombreuses incertitudes. Il a été rendu possible grâce au soutien de nombreux collègues, de l'Institut polaire norvégien et de la station Sverdrup à Ny Ålesund.
Que voit-on sous le glacier ? Série chronologique de mesures recueillies sur le glacier Kongsvegen tout au long de notre mission. Le ruissellement (courbe bleue) représente la quantité d'eau liquide s'écoulant à travers le glacier. La force (courbe rouge) représente la contrainte à la base du glacier. La puissance sismique (courbe noire) représente la quantité de "vibration" au sein du glacier. La vitesse du glacier est indiquée par la courbe verte.
De retour du terrain
De retour du terrain, de longs mois passent, devant notre ordinateur ou autour d'une table, à convertir, filtrer, comparer les courbes tracées par nos observations. Nous constatons que la dynamique de Kongsvegen est régie par une saison de fonte de juin à octobre, durant laquelle plusieurs milliers de litres d'eau s'écoulent chaque seconde à la surface et à la base du glacier. On a observé que la durée et l'intensité de cette fonte augmentent avec l'augmentation de la température due au changement climatique.
Toute cette eau lubrifie la base du glacier et provoque une augmentation de la vitesse et des contraintes à l'intérieur du glacier. Dans le même temps, on mesure une augmentation de l'intensité des vibrations glaciaires, liée au bruit hydrologique et à l'activité intense des crevasses sous l'influence de la chaleur estivale et de l'accélération des glaciers. Cet été nous avons observé une présence accrue de crevasses et mesuré une augmentation du stress par rapport à l'année dernière. Cela pourrait être le signe d'une forte accélération voire d'une déstabilisation du glacier.
Notre équipe, avec plusieurs collègues, analyse actuellement ces résultats pour quantifier les causes de ces changements, et ainsi mieux comprendre ce qui conduit à la déstabilisation d'un glacier dans un monde qui fond.
Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article d'origine. L'Allemagne perd 1 de ses 5 glaciers à cause de l'été brûlant
