Étagères de glace en Antarctique: la recherche révèle une pièce manquante du puzzle climatique

Les plateaux de glace, des masses de glace flottantes massives, sont bien connus pour leur effet tampon sur les calottes glaciaires terrestres, car ils ralentissent leur écoulement vers la mer. Cet effet tampon joue un rôle important dans la modération de l’élévation mondiale du niveau de la mer.

La péninsule antarctique a connu des niveaux élevés de changement au cours des 30 dernières années en raison du réchauffement de l’atmosphère et des océans. La plate-forme de glace Larsen A s’est effondrée en 1995 et Larsen B s’est effondrée en 2002. La disparition de ses voisins a soulevé des questions quant à la stabilité future de Larsen C, la 4e plus grande plate-forme de glace de l’Antarctique.

La fonte accrue des plateaux de glace est préoccupante car cela conduit à l’amincissement et à l’accélération de leurs glaciers affluents, ce qui signifie que plus d’eau douce est injectée dans l’océan environnant. La conséquence en est une élévation du niveau de la mer et un changement des propriétés de l’océan. Les deux ont des répercussions potentiellement désastreuses sur les populations humaines et les systèmes naturels.

Au cours des 30 dernières années, Larsen C a montré une variabilité considérable de l’épaisseur et de l’étendue de la glace. Pourtant, le rôle de l’océan dans ces changements reste incertain.

Pour comprendre quels processus étaient en cours, je me suis lancé dans l’expédition en mer de Weddell dans l’une des régions les plus reculées de notre planète, la mer de Weddell en Antarctique. Mon équipe et moi-même avons concentré nos mesures océanographiques dans la zone de l’océan exposé située entre Larsen C et l’iceberg massif A-68 récemment mis bas.

Nous voulions mesurer les propriétés de l’océan adjacent au plateau glaciaire Larsen C pour savoir quels processus sont en jeu. L’objectif était d’améliorer notre compréhension de l’impact de l’océan sur la stabilité de la plate-forme de glace. Cette région est cruciale pour définir les propriétés des eaux de fond de l’Antarctique.

Les eaux de fond de l’Antarctique constituent la branche profonde de la bande transporteuse océanique mondiale qui contrôle le climat mondial.

Nous avons pu identifier qu’une masse d’eau étrangère se déversait sur le plateau continental adjacent à Larsen C, apportant de la chaleur dans la région. Nos données ont révélé un niveau élevé de mélange entre cette eau chaude et les eaux locales très froides. Cela pourrait avoir des implications pour la fonte de la plate-forme de glace et un changement des propriétés des eaux mères des eaux de fond de l’Antarctique.

Auparavant, on savait peu de choses sur le mélange et la transformation de la masse d’eau au large de Larsen C en raison des conditions difficiles de la glace de mer. La glace épaisse empêche de nombreux navires de naviguer dans la zone et d’obtenir des mesures océanographiques étendues. Cela a laissé une image incomplète des processus en jeu et nous a empêché de voir le lien entre la masse d’eau chaude se déversant sur le plateau continental et les conditions océaniques sur les sites situés le long du front de la plate-forme glaciaire.

Avant-garde

Les mesures que nous avons prises dans la mer de Weddell adjacente à la plate-forme glaciaire Larsen C représentent l’échantillonnage à la résolution spatiale la plus élevée dans cette zone à ce jour. Ils nous ont fourni une vision claire des conditions sous-marines dans une zone où nous disposons de très peu de données.

Le puissant SA Agulhas II, un puissant navire de classe ice, nous a permis de collecter des données à haute résolution lors de l’expédition en mer de Weddell. Les résultats ont révélé que la chaleur apportée dans la zone est redistribuée via un mélange efficace avec les eaux locales du plateau. Cela a montré qu’il existe un potentiel de transformation des eaux de source des eaux de fond de l’Antarctique.

Nous avons également identifié la possibilité d’un écoulement des eaux du plateau continental dans la cavité du plateau glaciaire sous Larsen C, soulevant des questions sur la fonte et l’amincissement futurs du plateau glaciaire.

Une connexion mondiale

Les eaux de fond de l’Antarctique sont la masse d’eau la plus lourde de l’océan mondial. Plus de 50% de celui-ci est formé à côté des plateaux de glace de la mer de Weddell.

Nos résultats de l’expédition sont importants car les niveaux élevés de mélange ont montré que tout changement se produisant loin du littoral antarctique pourrait être communiqué côtier par l’intrusion de l’eau chaude sur le plateau continental. Le mélange de cette eau avec les eaux mères des eaux de fond de l’Antarctique pourrait à son tour modifier les propriétés de cette masse d’eau d’importance mondiale.

Les caractéristiques des eaux de fond sont vitales pour notre climat mondial en raison du rôle que joue cette masse d’eau antarctique pour faciliter le transport de la chaleur, du sel, du carbone, de l’oxygène et des nutriments dans les océans du monde.

Où aller d’ici ?

Les mesures que nous avons prises dans la mer de Weddell sont extrêmement précieuses et fournissent un excellent aperçu d’une partie éloignée et peu riche en données de notre océan. Mais les scientifiques doivent aller au-delà des observations. Nous devons utiliser des outils innovants tels que des modèles climatiques numériques pour mieux comprendre les interactions océan-banquise et les effets de rétroaction sur l’océan mondial.

Cependant, aucun des modèles couplés au climat mondial actuellement utilisés pour informer le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) ne stimule directement la circulation sous les plateaux de glace. Une conséquence de cette lacune est que les interactions importantes entre la plate-forme océanique et la banquise, et les processus qui forment les eaux de fond, ne sont pas explicitement inclus dans les modèles utilisés pour aider à éclairer les politiques climatiques et les stratégies d’adaptation.

Il manque donc à nos projections climatiques mondiales une pièce clé du puzzle.

Pour y remédier, la communauté de la modélisation océanique-climatique en est aux premiers stades de l’inclusion des interactions océan-plateau glaciaire dans les projections climatiques futures. Il s’agit d’une prochaine étape passionnante dans la science du climat.