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VIDÉO : pourquoi les « pulses » d’eau de fonte menacent le Groenland

eau de fonte
Crédits : capture vidéo / Northern Change Research Laboratory, Brown University.

Pour la première fois, les pulses journaliers d’eau de fonte qui surviennent au Groenland lors de la saison chaude ont été étudiés en détail. En particulier, les mesures obtenues montrent leur importante contribution à la lubrification sous-glaciaire et à l’accélération consécutive de la calotte vers l’océan. Les résultats paraissent le mois dernier dans la revue Geophysical Research Letters.

Depuis plusieurs décennies, en lien avec le réchauffement global de l’atmosphère et de l’océan, l’inlandsis du Groenland perd de la masse à un rythme accéléré. Toutefois, le processus de fonte ne se présente pas comme celui d’une crème glacée que l’on aurait laissé au soleil. En effet, les calottes polaires sont soumises à une dynamique complexe qui rend difficile la quantification de leur évolution dans un climat plus chaud.

Groenland : une étude de cas de lubrification sous-glaciaire

Un des processus encore mal évalués est la lubrification de la base de l’inlandsis par l’eau de fonte originaire de la surface. En creusant des cavités – nommées moulins – dans l’inlandsis, cette dernière se fraye un chemin jusqu’au substrat rocheux où repose la calotte. À l’image de pneus évoluant sur une route mouillée, la diminution d’adhérence qui en résulte accélère finalement l’écoulement des glaciers périphériques vers la mer.

Groenland
Vue par drone du site d’étude. Les flèches montrent le torrent supraglaciaire (Rio Behar) ainsi que le moulin (Terminal moulin). Aussi, la zone des mesures GPS apparaît dans le cercle. Crédits : Northern Change Research Laboratory, Brown University.

De récentes mesures effectuées sur le glacier Russell (sud-ouest du Groenland) au milieu de l’été 2016 permettent de mieux comprendre comment le mécanisme opère. Lors de cette expédition, les chercheurs ont évalué la quantité d’eau déversée dans un moulin à partir d’un torrent glaciaire alimenté par un bassin d’environ 60 km². En soustrayant l’eau entrant dans le moulin et celle sortant au niveau du front glaciaire, les scientifiques ont pu déduire la quantité stockée sous la glace. En outre, des mesures GPS ont permis de mesurer les mouvements de cette dernière.

L’importance des pulsations journalières d’eau de fonte

Ainsi, il a été possible de construire une image, certes locale mais cohérente, du phénomène de lubrification et de son impact sur le glacier. En particulier, les chercheurs ont observé une importante oscillation journalière associée à la fluctuation du rayonnement solaire. Lorsque ce dernier progresse avec l’avancée du jour, la fonte s’accentue et le débit du torrent augmente en conséquence. Cependant, l’inertie fait que le débit maximal se produit plusieurs heures après le pic d’ensoleillement. De surcroît, l’effet des pulses journaliers d’eau de fonte sur le mouvement du glacier est décalé de quelques heures supplémentaires.

Représentation schématique de l’eau entrant dans un moulin avec lubrification sous le glacier. Crédits : NASA’s Goddard Space Flight Center/Scientific Visualization Studio.

Finalement, le délai entre le pic d’ensoleillement et le pic d’avancée glaciaire associé atteint environ 9 heures. Autrement dit, il survient en cours de soirée. En outre, les données montrent que l’impact est d’autant plus marqué que l’énergie disponible pour la fonte est importante – typiquement, en cas des journées chaudes et sans nuages. Mais surtout, que la vitesse de glissement du glacier était plus modulée par la rapidité à laquelle le stock d’eau sous-glaciaire évolue que par le volume d’eau en tant que tel. D’où l’importance de considérer ces pulses quotidiens, responsables d’importantes variations d’eau – et donc de pression – sous la glace.

« Si vous avez une perturbation rapide de l’eau qui entre dans le système sous-glaciaire, vous débordez le système, et vous créez essentiellement une couche d’eau à l’interface [entre la base du glacier et le socle rocheux] qui n’est plus contenue dans les canaux ou les cavités » souligne Lauren Andrews, coauteur de l’étude. Avec ces résultats sans précédent, les auteurs espèrent améliorer la compréhension du processus et sa représentation dans les modèles de climat.

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