« En fin de compte, BedMachine Antarctica présente une image mitigée: Les courants de glace dans certaines zones sont relativement bien protégés par leurs caractéristiques sous-jacentes au sol, tandis que d’autres sur des lits rétrogrades sont plus exposés à une instabilité potentielle de la calotte glaciaire marine, ” explique Mathieu Morlighem, professeur agrégé de science du système terrestre à l’UCI et auteur principal de l’article décrivant la nouvelle carte topographique du lit de l’Antarctique. Crédit: Mathieu Morlighem /UCI

L’équipe dirigée par Irvine de l’Université de Californie publie une carte de haute précision de la topographie du lit de la calotte glaciaire antarctique. De nouvelles découvertes aideront les scientifiques à prédire l’impact du changement climatique sur le continent gelé.

Une équipe de glaciologues de l’Université de Californie, dirigée par Irvine, a dévoilé le portrait le plus précis à ce jour des contours de la terre sous la calotte glaciaire de l’Antarctique – et, ce faisant, a aidé à identifier les régions du continent qui seront plus ou moins vulnérables au réchauffement climatique futur.

Très attendue par les communautés mondiales de la cryosphère et des sciences de l’environnement, la nouvelle carte topographique de l’Antarctique, BedMachine et les résultats connexes ont été publiés aujourd’hui dans la revue Nature Geoscience.

Parmi les résultats les plus frappants du projet BedMachine figurent la découverte de crêtes stabilisantes qui protègent la glace qui coule à travers les montagnes Transantarctiques; une géométrie de lit qui augmente le risque de retrait rapide de la glace dans le secteur des glaciers Thwaites et Pine Island en Antarctique occidental; un lit sous les glaciers de la Force de récupération et de soutien qui est à des centaines de mètres plus profond qu’on ne le pensait auparavant, ce qui rend ces calottes glaciaires plus susceptibles de se retirer; et le canyon terrestre le plus profond du monde sous le glacier Denman dans l’Est de l’Antarctique.

« Il y a eu beaucoup de surprises sur le continent, en particulier dans des régions qui n’avaient pas été cartographiées en détail avec le radar”, a déclaré l’auteur principal Mathieu Morlighem, professeur agrégé de science du système terrestre à l’UCI. « En fin de compte, BedMachine Antarctica présente une image mitigée: Les cours d’eau de glace dans certaines régions sont relativement bien protégés par leurs caractéristiques sous-jacentes au sol, tandis que d’autres sur des lits rétrogrades sont plus à risque d’instabilité potentielle de la calotte glaciaire marine. »

Le nouveau produit de topographie du lit antarctique a été construit à partir des données d’épaisseur de glace provenant de 19 instituts de recherche différents datant de 1967, couvrant près d’un million de kilomètres de ligne de sondages radar. De plus, les créateurs de BedMachine ont utilisé des mesures de bathymétrie des plateaux de glace des campagnes Operation IceBridge de la NASA, ainsi que des informations sismiques, le cas échéant.

« En utilisant BedMachine pour zoomer sur des secteurs particuliers de l’Antarctique, vous trouvez des détails essentiels tels que des bosses et des creux sous la glace qui peuvent accélérer, ralentir ou même arrêter temporairement le retrait des glaciers”, a déclaré Morlighem.

Les méthodes antérieures de cartographie de l’Antarctique reposant sur des sondages radar ont été généralement efficaces, avec certaines limites. Lorsque les aéronefs survolent une région en ligne droite, les systèmes radar montés sur les ailes émettent un signal qui pénètre dans la glace et rebondit à partir du point où la glace rencontre le sol solide. Les glaciologues utilisent ensuite des techniques d’interpolation pour remplir les zones entre les pistes de vol, mais cela s’est avéré être une approche incomplète, en particulier avec les glaciers à écoulement rapide.

Alternativement, BedMachine s’appuie sur la méthode fondamentale de conservation de la masse basée sur la physique pour estimer ce qui se trouve entre les lignes de sondage radar, en utilisant des informations très détaillées sur le mouvement de l’écoulement de la glace provenant de données satellites qui dictent la façon dont la glace se déplace autour des contours variés du lit. Cette technique a joué un rôle déterminant dans la conclusion de l’équipe de recherche concernant la profondeur réelle de la fosse Denman.

« Les cartes plus anciennes suggéraient un canyon moins profond, mais ce n’était pas possible; il manquait quelque chose”, a déclaré Morlighem. « Avec la conservation de la masse, en combinant les données de relevé radar existantes et les données sur le mouvement de la glace, nous savons combien de glace traverse le canyon – qui, selon nos calculs, atteint 3 500 mètres sous le niveau de la mer, le point le plus profond de la terre. Comme il est relativement étroit, il doit être profond pour permettre à autant de masse de glace d’atteindre la côte. »en basant ses résultats sur la vitesse de la surface de la glace en plus des données sur l’épaisseur de la glace provenant des sondages radar, BedMachine est en mesure de présenter une représentation plus précise et à haute résolution de la topographie du lit. Cette méthodologie a été utilisée avec succès au Groenland ces dernières années, transformant la compréhension par les chercheurs de la cryosphère de la dynamique des glaces, de la circulation océanique et des mécanismes de retrait des glaciers.

Appliquer la même technique à l’Antarctique est particulièrement difficile en raison de la taille et de l’éloignement du continent, mais, a noté Morlighem, BedMachine aidera à réduire l’incertitude dans les projections d’élévation du niveau de la mer à partir de modèles numériques.

Il a déclaré que la cartographie future de la topographie du lit sur terre pourrait être grandement améliorée en cartographiant la profondeur du fond marin au large et sous la glace flottante, qui est une zone d’étude active en ce moment. Dans l’article publié aujourd’hui, Morlighem suggère également que l’étude des calottes glaciaires de l’Antarctique à écoulement rapide bénéficierait de sondages le long des pistes de vol perpendiculaires à la direction de l’écoulement, « en particulier en amont des glaciers de l’Académie et de la Force de soutien, le long de la côte Gould près de la plate-forme glaciaire de Ross et le long de la côte Guillaume II entre les glaciers Denman et Lambert. »

Le projet BedMachine Antarctica a été soutenu par le programme des sciences cryosphériques de la NASA, les États-Unis. La National Science Foundation, le Programme des Centres de recherche coopératifs du gouvernement australien et la National Natural Science Foundation of China, avec la participation du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, de l’Institut Alfred Wegener, de l’Institut de Géophysique de l’Université du Texas, du British Antarctic Survey, de l’Université Technique du Danemark, de l’Université de Northumbria, de l’Institut de Recherche Polaire de Chine, de l’Université d’État de l’Ohio, de la Commission géologique du Danemark et du Groenland, de l’Institut Coréen de Recherche polaire, de l’Institut de Recherche Marine et Atmosphérique d’Utrecht L’Institut Polaire Norvégien, l’Université Grenoble Alpes, le Centre de Télédétection des Calottes Glaciaires de la NSF, l’Université Libre de Bruxelles et la Division Antarctique Australienne.

BedMachine Antarctica est accessible au public via le Centre national de données sur la neige et la glace de Boulder, au Colorado.