Des recherches de l'Université d'État de l'Oregon ont découvert une raison potentielle au retrait rapide des glaciers des extrémités des océans : l'effondrement de minuscules bulles sous pression dans la glace sous-marine. Des recherches récentes publiées dans la revue Nature Geoscience montrent que la glace des glaciers est remplie de bulles sous pression et fond beaucoup plus rapidement que la glace de mer sans bulles, et plus rapidement que la glace artificielle couramment utilisée pour étudier le taux de fonte des interfaces glace de mer dans les glaciers de marée.
De nouvelles recherches révèlent que l'effondrement de minuscules bulles sous pression dans la glace sous-marine des glaciers pourrait expliquer pourquoi les glaciers côtiers reculent à un rythme alarmant. L’étude a révélé que ces glaciers remplis de bulles fondaient plus de deux fois plus vite que les glaciers sans bulles, ce qui suggère la nécessité d’ajuster les modèles climatiques qui ne tiennent actuellement pas compte de ces bulles.
Les glaciers de marée reculent rapidement, provoquant une perte de glace au Groenland, dans la péninsule Antarctique et dans d'autres régions glaciaires du monde, affirment les auteurs.
"Nous savons depuis longtemps que la glace glaciaire est pleine de bulles d'air", a déclaré Meagan Wengrove, professeur adjoint d'ingénierie côtière à l'OSU College of Engineering et responsable de l'étude. "Ce n'est que lorsque nous avons commencé à discuter de la physique de ce processus que nous avons réalisé que ces bulles pourraient faire plus que simplement faire du bruit sous l'eau lors de la fonte des glaces."
La glace des glaciers est le résultat du compactage de la neige. Au fur et à mesure que la glace se déplace des niveaux supérieurs du glacier vers les profondeurs du glacier, des bulles d'air entre les flocons de neige se retrouvent piégées dans les pores entre les cristaux de glace. Il y a environ 200 bulles d'air par centimètre cube, ce qui signifie qu'environ 10 % de la glace des glaciers est constituée d'air.
"Ces bulles sont les mêmes qui préservent l'air ancien étudié dans les carottes de glace", a déclaré la co-auteure Erin Pettit, glaciologue et professeur à l'École des sciences de la terre, de l'océan et de l'atmosphère de l'OSU. "La pression de ces minuscules bulles est très élevée, atteignant parfois 20 atmosphères, soit 20 fois la pression atmosphérique normale au niveau de la mer."
Elle a ajouté que lorsque les bulles de glace atteignent l'interface avec l'océan, les bulles éclatent, produisant un son « pop ». L'existence de bulles d'air sous pression dans la glace des glaciers est connue depuis longtemps, mais aucune étude n'a examiné les effets des bulles d'air sur la fonte là où les glaciers rencontrent l'océan, même si l'on sait que les bulles d'air affectent le mélange des fluides dans des processus allant du domaine industriel au médical.
Les expériences à l'échelle du laboratoire menées dans cette étude suggèrent que les bulles peuvent expliquer une partie de l'écart entre les taux de fonte observés et prévus pour les glaciers de marée, a déclaré Wengrove : "Pendant le processus de fonte, l'éclatement de ces bulles et leur flottabilité injectent de l'énergie dans la couche limite de l'océan."
Les chercheurs ont appris que les glaciers fondaient deux fois plus vite que les glaciers sans bulles d’air.
"Bien que nous puissions mesurer la perte globale de glace au Groenland au cours de la dernière décennie et observer le retrait de chaque glacier à partir d'images satellite, nous nous appuyons toujours sur des modèles pour prédire la vitesse à laquelle la glace fond", a déclaré Pettit. "Les modèles actuels utilisés pour prédire la fonte des glaces à l'interface glace-océan des glaciers de marée ne prennent pas en compte les bulles d'air dans la glace des glaciers."
Les auteurs soulignent qu'actuellement, les données fournies par la National Aeronautics and Space Administration (NASA) montrent qu'environ 60 % de l'élévation du niveau de la mer est attribuée à l'eau de fonte des glaciers et des calottes glaciaires. "Il est beaucoup plus difficile pour une communauté de planifier une augmentation du niveau de l'eau de 10 pieds que de planifier une augmentation d'un pied", a déclaré Wengrove. "Ces petites bulles pourraient jouer un rôle énorme dans la compréhension des principaux scénarios climatiques du futur."