De nouvelles recherches menées par des scientifiques norvégiens montrent que les pièges à eau de mer chaude cachés sous les plates-formes de glace de l'Antarctique font fondre la glace du continent à un rythme beaucoup plus rapide que prévu, une découverte qui pourrait réécrire les modèles de prévision de l'élévation mondiale du niveau de la mer. Les recherches soulignent que l'eau relativement chaude accélère considérablement le processus de fonte du fond des plates-formes de glace, entraînant une élévation du niveau de la mer beaucoup plus rapide que ce que la communauté scientifique avait estimé auparavant.
Les plates-formes de glace sont d'énormes structures de glace flottantes qui s'étendent des glaciers jusqu'à la mer et jouent un rôle de barrière clé en ralentissant l'écoulement de grandes quantités de glace terrestre dans l'océan. Une équipe de recherche basée en Norvège a découvert que les longues structures de canaux situées au bas des plates-formes de glace peuvent former des pièges à eau de mer chaude et augmenter considérablement l'intensité de la fonte dans des zones spécifiques. Une fois que ces plates-formes de glace deviendront plus minces et moins stables, les glaciers situés derrière elles se déverseront plus rapidement dans l’océan, accélérant considérablement l’élévation du niveau de la mer au-delà de la plupart des projections actuelles.
Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat des Nations Unies a identifié l’instabilité des plates-formes de glace polaires comme une menace climatique majeure, mais le processus reste difficile à comprendre et à modéliser pleinement. L’équipe de recherche s’est concentrée sur la plateforme de glace Finbrisson dans l’Est de l’Antarctique et a mené une analyse approfondie du mécanisme de fonte sous-marine. Les résultats montrent que la forme du fond de la banquise a un impact important sur la circulation de l’eau de mer en dessous. Lorsqu'il y a une structure de canal au fond, le débit d'eau formera un petit système de circulation, permettant à l'eau chaude de rester à la surface de la couche de glace au lieu de s'écouler. Cette accumulation continue de chaleur intensifie considérablement le processus de fusion.
Les chercheurs ont découvert que le taux de fusion au sein de ces canaux peut être augmenté localement d’environ un ordre de grandeur. "Nous avons découvert que la forme de la base de la banquise n'est pas seulement une caractéristique passive, elle emprisonne activement la chaleur des océans dans les endroits les plus critiques pour les impacts de fonte", explique Torey Hartmann, auteur principal de l'étude, du Centre iC3 de recherche polaire à Tromsø, en Norvège. "La plateforme de glace Finbrisson est située dans l'Est de l'Antarctique, une région généralement considérée comme plus froide et moins sensible aux impacts que d'autres parties du continent Antarctique.
"Nous avons observé sous la plate-forme de glace de Finbrisson que même de petites quantités d'eau chaude peuvent augmenter considérablement la fonte à l'intérieur des canaux. Le résultat est que les canaux peuvent se dilater et, dans le pire des cas, affaiblir la stabilité de l'ensemble de la plate-forme de glace", a déclaré Hartmann. "Il est choquant de constater que lorsque des canaux existent à la base de la plate-forme de glace, même de modestes apports d'eau chaude et profonde peuvent avoir un impact énorme", a ajouté Qin Zhou, co-premier auteur de l'étude. "Cela signifie que ce que certains scientifiques considèrent généralement comme une banquise plus froide pourrait être plus fragile que prévu."
Pour étudier ce phénomène, les chercheurs ont combiné des cartes détaillées du fond de la plate-forme de glace de Finbrisson avec des modèles informatiques à haute résolution de la cavité océanique située en dessous. L’équipe a comparé l’utilisation d’une partie inférieure lisse d’une plate-forme de glace à une version simulée incluant de vrais canaux dans des conditions océaniques plus froides et légèrement plus chaudes, une approche qui leur a permis d’isoler la manière dont les canaux affectaient la circulation, le mélange et la fonte de l’eau. Le travail intègre également des observations de terrain antérieures dans la région. Les chercheurs affirment que la combinaison de mesures à long terme avec une modélisation avancée est essentielle pour comprendre les caractéristiques à petite échelle cachées sous les plates-formes de glace de l'Antarctique. Hartmann lui-même a passé des centaines de jours à mener des travaux de terrain sur les plateformes de glace de l'Antarctique.
Les scientifiques préviennent qu’une fonte plus forte dans le canal pourrait déclencher des cycles dangereux. À mesure que le chenal s’approfondit et s’élargit, un amincissement inégal peut se produire dans certaines parties de la plate-forme de glace, affaiblissant ainsi la structure globale de la plate-forme de glace. Les plates-formes de glace fragiles sont incapables de ralentir efficacement l’écoulement des glaciers derrière elles, ce qui pourrait entraîner l’écoulement d’une plus grande quantité de glace terrestre dans l’océan. "Les modèles climatiques actuels ne parviennent pas à capturer cet effet", prévient Hartmann. "Cela signifie qu'ils pourraient sous-estimer la sensibilité des plates-formes de glace "froides" le long de la côte est de l'Antarctique à de légers changements ou au réchauffement de l'eau de mer côtière. De tels changements sont déjà observés et devraient s'intensifier à l'avenir."
Cette découverte pourrait avoir des implications majeures pour la science du climat et la planification côtière. Les modèles de calotte glaciaire et climatiques doivent mieux prendre en compte ces processus de fonte à petite échelle afin d’améliorer les prévisions futures du niveau de la mer, affirment les chercheurs. Les changements dans les flux d’eau de fonte peuvent également affecter la circulation océanique et les écosystèmes marins autour de l’Antarctique. Le document de recherche intitulé "La topographie canalisée amplifie la susceptibilité à la fonte des plateformes de glace froide de l'Antarctique" a été publié dans la revue Nature Communications. La recherche a été codirigée par Tore Hartmann du centre de recherche polaire iC3 et Qin Zhou d'Akvaplan-niva. Les deux scientifiques sont basés à Tromso, la capitale arctique de la Norvège.