Les satellites révèlent une « forte fonte » sous le glacier Thwaites en Antarctique

Les données radar satellite montrent une intrusion importante d’eau de mer sous l’Antarctique Glacier ThwaitesCela provoque la montée et la chute de la glace.

À l’aide de données radar satellitaires à haute résolution, une équipe de glaciologues dirigée par des chercheurs de l’Université de Californie à Irvine a découvert des preuves d’eau de mer chaude à haute pression s’infiltrant sur plusieurs kilomètres sous la glace souterraine du glacier Thwaites, dans l’Antarctique occidental. Ce glacier est souvent surnommé le « glacier de la fin du monde » en raison de son rôle crucial dans l’élévation potentielle du niveau de la mer à l’échelle mondiale et des effets catastrophiques qu’une telle élévation aurait dans le monde entier. Ce surnom reflète la taille massive du glacier et son taux de fonte, qui, selon les scientifiques, pourraient contribuer de manière significative à l’élévation du niveau de la mer s’il s’effondrait ou fondait complètement.

L’équipe dirigée par l’UC Irvine a déclaré que le contact généralisé entre l’eau de l’océan et le glacier – un processus répété dans tout l’Antarctique et au Groenland – provoque une « forte fonte » et pourrait nécessiter une réévaluation des projections mondiales d’élévation du niveau de la mer. Leur étude a été publiée le 20 mai dans Actes de l’Académie nationale des sciences,

Données et notes

Les glaciologues se sont appuyés sur les données collectées de mars à juin 2023 par la mission satellitaire commerciale finlandaise ICEYE. Les satellites ICEYE forment une « constellation » en orbite polaire autour de la planète, utilisant InSAR – radar interférométrique à synthèse d’ouverture – pour surveiller en permanence les changements à la surface de la Terre. Plusieurs passages d’engins spatiaux au-dessus d’une petite zone définie fournissent des résultats de données fluides. Dans le cas de cette étude, elle a montré la montée, la descente et la courbure du glacier Thwaites.

« Ces données ICEYE fournissent une longue série d’observations quotidiennes qui correspondent étroitement aux cycles de marée », a déclaré l’auteur principal Eric Renault, professeur de sciences du système terrestre à l’Université de Californie à Irvine. « Dans le passé, nous disposions de quelques données intermittentes, et avec seulement ces quelques observations, il était difficile de savoir ce qui se passait. Lorsque nous disposons d’une série chronologique continue et que nous la comparons au cycle des marées, nous voyons l’eau de mer arriver à un niveau élevé. la marée et le retrait, et parfois une tendance vers le haut sous le glacier et se faire piéger, grâce à ICEYE, nous commençons à voir cette dynamique de marée pour la première fois.

Capture d’écran d’une vue 3D du mouvement des marées du glacier Thwaites, dans l’ouest de l’Antarctique, enregistrée par la constellation de radar à synthèse d’ouverture (SAR) ICEYE sur la base d’images acquises les 11, 12 et 13 mai 2023. Les plans de contour sont les lignes topographiques de la couche à altitude intervalle de 50 mètres. Chaque cycle de couleur de frange interférométrique représente un déphasage de 360°, équivalent à un décalage de 1,65 cm de la distance en ligne de mire par rapport à la surface de la glace. L’interférogramme est superposé sur une image Landsat 9 acquise en février 2023. Dans cette étude, nous montrons que la limite de flexion des marées varie de plusieurs kilomètres au cours du cycle des marées, ce qui suggère que l’eau de mer sous pression est capable de pénétrer des kilomètres sous la glace terrestre et de se stabiliser. avec la base du glacier. Sur le côté droit de l’écran, un discret motif en forme de cible indique que l’infiltration d’eau de mer s’est propagée sur 6 km supplémentaires au-delà d’une crête protectrice, indiquant que le retrait des glaces se poursuit, au rythme de 1 km par an dans ce secteur critique de l’Antarctique. . Crédit : Éric Regnot/UC Irvine

Observations satellitaires avancées

« Jusqu’à présent, il a été impossible d’observer certains des processus les plus dynamiques de la nature avec suffisamment de détails ou de répétabilité pour nous permettre de les comprendre et de les modéliser », a déclaré Michael Wollersheim, directeur des analyses d’ICEYE et co-auteur de l’observation de ces processus depuis l’espace et l’étude. En utilisant des images satellitaires radar, fournir des mesures précises au niveau centimétrique à une fréquence quotidienne représente un grand pas en avant.

Renaud a déclaré que le projet l’avait aidé, lui et ses collègues, à mieux comprendre le comportement de l’eau de mer sur les flancs inférieurs du glacier Thwaites. L’eau de mer provenant de la base de la calotte glaciaire, ainsi que l’eau douce provenant du flux géothermique et de la friction, s’accumulent et « doivent s’écouler quelque part », a-t-il déclaré. L’eau est distribuée par des canaux naturels ou s’accumule dans des cavités, créant suffisamment de pression pour soulever la calotte glaciaire.

« Il y a des endroits où l’eau est presque à la pression de la glace sus-jacente, donc plus de pression est nécessaire pour pousser la glace », a déclaré Reno. « L’eau est ensuite suffisamment évacuée pour soulever une colonne de glace de plus d’un demi-mile de long. »

Et ce n’est pas seulement l’eau de mer. Depuis des décennies, Reno et ses collègues rassemblent des preuves de l’impact du changement climatique sur les courants océaniques, qui poussent l’eau de mer plus chaude sur les côtes de l’Antarctique et sur d’autres zones de glace polaire. Les eaux circumpolaires profondes sont salées et ont un point de congélation plus bas. Tandis que l’eau douce gèle à zéro degré ° CL’eau salée gèle à une température de moins 2 degrés Celsius, et cette petite différence suffit à contribuer à la « forte fonte » de la glace basale, comme le révèle l’étude.

Impact sur l’élévation du niveau de la mer et recherches futures

Co-auteur Christine Dow, professeur à l’École d’environnement de l’Université Université de Waterloo « Thwaites est l’endroit le plus instable de l’Antarctique et connaît l’équivalent de 60 centimètres d’élévation du niveau de la mer », a-t-il déclaré en Ontario, au Canada. Ce qui est inquiétant, c’est que nous sous-estimons la vitesse à laquelle le glacier évolue, ce qui sera dévastateur pour les communautés côtières du monde entier.

Reno a déclaré qu’il espérait que les résultats de ce projet stimuleraient davantage de recherches sur les conditions sous les glaciers de l’Antarctique, des expositions impliquant des robots autonomes et davantage d’observations par satellite.

« Il y a un grand enthousiasme de la part de la communauté scientifique à l’idée de se rendre dans ces régions polaires isolées pour collecter des données et améliorer notre compréhension de ce qui se passe, mais le financement manque encore », a-t-il déclaré. « Nous fonctionnons avec le même budget pour 2024 en dollars réels que dans les années 1990. Nous devons développer la communauté des glaciologues et des océanographes physiques pour résoudre ces problèmes de surveillance le plus tôt possible, mais pour l’instant, nous sommes toujours en train d’escalader le mont Everest. en chaussures de tennis.

Conclusion et implications pour la modélisation

À court terme, Regnot, qui est également scientifique principal du projet au NASAlaboratoire de propulsion à réaction (Laboratoire de propulsion à réaction), a déclaré que cette étude apporterait des avantages durables à la communauté de la modélisation des calottes glaciaires.

« Si nous intégrons ce type d’interaction entre les océans et la glace dans les modèles de calotte glaciaire, j’espère que nous serons en mesure de reproduire bien mieux ce qui s’est passé au cours du dernier quart de siècle, ce qui conduira à un niveau de confiance plus élevé dans notre avenir », indiquent les prévisions. « Si nous pouvons ajouter ce processus que nous expliquons dans le document, qui n’est pas inclus dans la plupart des modèles existants, alors les reconstructions du modèle devraient bien mieux correspondre aux observations. « Ce sera une énorme victoire si nous y parvenons. »

« À l’heure actuelle, nous ne disposons pas de suffisamment d’informations pour dire d’une manière ou d’une autre combien de temps il reste avant que l’infiltration de l’eau des océans ne devienne irréversible », a ajouté Dow. « En améliorant les modèles et en concentrant nos recherches sur ces glaciers importants, nous essaierons de le faire. déterminer au moins ces chiffres. » Pendant des décennies plutôt que des siècles, ce travail aidera les gens à s’adapter aux changements du niveau des océans, tout en se concentrant sur la réduction des émissions de carbone pour éviter le pire des cas.

Référence : « Intrusions d’eau de mer à grande échelle sous la glace souterraine du glacier Thwaites, Antarctique occidental » par Eric Renault, Enrico Ceracci, Bernd Schuchel, Valentin Tolbecken, Michael Wollersheim et Christine Dow, 20 mai 2024, Actes de l’Académie nationale des sciences.
est ce que je: 10.1073/pnas.2404766121

Aux côtés de Rignot, Dow et Wollershiem sur ce projet se trouvent Enrico Ceracci, spécialiste associé de l’UC Irvine en science du système terrestre et chercheur postdoctoral à la NASA ; Bernd Schuchel, chercheur à l’UC Irvine en sciences du système terrestre ; et Valentin Tolbikhin d’ICEYE. ICEYE a son siège en Finlande et opère à partir de cinq sites internationaux, dont les États-Unis. La recherche a reçu le soutien financier de la NASA et de la National Science Foundation.