Plus de 5 mètres d'élévation potentielle du niveau de la mer à l'échelle mondiale sont enfermés dans la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental. Il est donc essentiel de comprendre si les régions de la calotte glaciaire qui semblent « stables » aujourd'hui pourraient fondre à l'avenir pour prévoir l'ampleur et la vitesse de notre réchauffement. la mer va monter dans le monde entier.

L'une de ces régions actuellement stables est la côte Siple de l'Antarctique occidental, où des rivières de glace coulent sur le continent et se jettent dans la mer de Ross. Ce flux de glace est ralenti par la barrière de glace de Ross, une masse de glace flottante presque de la taille de l'Espagne, qui sert de contrefort aux glaciers de la calotte glaciaire. Comparée aux autres plates-formes de glace de l'Antarctique occidental, la plate-forme de glace de Ross fond très peu à sa base en raison des eaux océaniques très froides qui traversent la porte océanique en contrebas.

Mais cette région de la calotte glaciaire n’a pas toujours été stable. La datation au radiocarbone des sédiments situés sous la calotte glaciaire montre qu'elle a reculé (fondu) de centaines de kilomètres il y a environ 7 000 ans, puis a réavancé (a grandi) jusqu'à sa position actuelle au cours des 2 000 dernières années.

Une nouvelle étude de GNS Science Te Pū Ao, Te Herenga Waka—Victoria University of Wellington et d'une équipe internationale comprenant le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, publiée dans Nature Communications , a utilisé des simulations sur modèles informatiques pour expliquer ce retrait et cette avancée de la calotte glaciaire. Ces simulations ont examiné comment les changements dans l'océan et la croûte terrestre ont influencé la calotte glaciaire.

"Lorsque nous projetons la réponse future de la calotte glaciaire, nous devons faire face à de nombreuses incertitudes quant aux processus qui déterminent le comportement de la calotte glaciaire. Notre étude visait à comprendre ce qui est arrivé à la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental dans cette région dans le passé, afin de mieux prédire ce qui se passera. Cela se produira dans le futur", déclare l'auteur principal, Dan Lowry, modélisateur de la calotte glaciaire et du climat de GNS Science.

Le mélange des océans profonds, principal facteur du comportement de la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental

Lorsque l’eau de surface de l’océan gèle sous forme de glace de mer, du sel est libéré. Cela crée de l'eau salée froide très dense qui peut se mélanger en profondeur dans l'océan, y compris dans les cavités océaniques telles que l'espace sous la plateforme de glace de Ross. Cette eau dense agit comme une barrière entre l’eau océanique plus chaude et la banquise, empêchant ainsi la fonte. Mais les carottes de glace de l'Antarctique et les enregistrements géologiques montrent que dans le passé, ce mélange océanique était plus faible, ce qui signifie que les taux de fonte pourraient avoir été plus élevés.

À mesure que la taille d'une calotte glaciaire diminue, le changement de la charge de glace entraîne un soulèvement lent de la croûte terrestre en réponse. Le taux de ce soulèvement de la croûte dépend de la viscosité – ou « adhérence » – du manteau, la couche terrestre située sous la croûte. Le soulèvement de la croûte terrestre lors du retrait de la calotte glaciaire il y a des milliers d'années a peut-être replacé la glace flottante, permettant à la calotte glaciaire de se stabiliser puis d'avancer à nouveau.

En comparant les enregistrements géologiques avec les simulations de l'écoulement de la calotte glaciaire selon différents scénarios de « viscosité » du manteau et de taux de mélange des océans, l'étude a révélé que le retrait et l'avancée de la calotte glaciaire s'expliquaient mieux par les changements de température de l'océan, mais que le Le taux de réponse de la croûte terrestre a également un impact sur la sensibilité de la calotte glaciaire à l'océan. La calotte glaciaire, l'océan et la terre solide interagissent et s'influencent mutuellement.

L'atténuation est toujours importante

Des recherches récentes ont révélé que dans une autre partie de l'Antarctique occidental – la baie de la mer d'Amundsen – les cavités océaniques sous les plates-formes de glace sont déjà chaudes, la fonte est en cours, et une nouvelle fonte est « inévitable », même si les émissions sont atténuées à l'échelle mondiale.

Cependant, Lowry affirme que cette nouvelle étude montre qu'il est encore possible d'empêcher le retrait de la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental dans la région de la côte de Siple.

"Notre modélisation nous a aidé à comprendre les causes des changements dans le passé; nous savons qu'en atténuant les émissions de gaz à effet de serre pour atteindre l'objectif de l'Accord de Paris, il est possible de limiter le réchauffement des océans à des niveaux qui ne provoqueront pas l'effondrement de la calotte glaciaire. Cette région est vulnérable, mais nous n'y sommes pas encore."

Les modèles climatiques mondiaux exécutés selon des scénarios d’émissions élevées montrent moins de formation de glace de mer et moins de mélange océanique profond. Cela pourrait conduire au même changement d'océan froid vers chaud et au même retrait important de la calotte glaciaire observé il y a des milliers d'années.

Lowry dit que la modélisation intégrait une gamme de processus plus large que les modèles précédents, par exemple les changements du niveau de la mer qui se produisent près de la calotte glaciaire lors de sa fonte, en raison de l'attraction gravitationnelle de la calotte glaciaire.

"Nous sommes allés plus complexes, nous avons testé ces hypothèses d'une manière plus robuste que jamais auparavant. C'est un sujet que la communauté scientifique essaie de comprendre depuis plusieurs années; obtenir ces résultats, c'est comme trouver ce qui manque. pièce du puzzle de ce qui fait fonctionner les calottes glaciaires."